Раздел 1 -

Страница 1 из 58
Раздел 1. Основные понятия.
Классификация станков.
Серийно выпускаемые станки подразделяются по различным признакам.
I.
По виду обрабатываемой заготовки станки делятся на девять групп.
1 Токарные
2 Сверлильные и расточные
3 Шлифовальные, заточные, доводочные, полировальные,
4 Комбинированные
5 Зубо- и резьбообрабатывающие
6 Фрезерные
7 Строгальные, долбежные, протяжные
8 Разрезные (отрезные)
9 Разные.
Каждая группа делится на девять подгрупп (тип станков), которые указывают на степень автоматизации,
компоновку, вид применяемого инструмента и т. д.
II.
По массе станки делятся на три группы:
1 Легкие (до 1 тонны)
2 Средние (до 10 тонн)
3 Тяжелые (свыше 10 тонн)
Тяжелые станки делятся на три подгруппы:
1 Крупные 10-30 тонн,
2 Собственно тяжелые 30-100 тонн,
3 Особо тяжелые, уникальные свыше 100 тонн.
III.
По степени универсальности станки делятся на:
1 Универсальные - применяются для выполнения различных операций при изготовлении деталей.
2 Специализированные - применяются для обработки деталей сходных по конфигурации, но имеющие различные
размеры (ступенчатые валики).
3 Специальные – применяются для обработки детали одного типоразмера или одной определенной детали.
IV.
По своему устройству станки делятся на:
1 Автоматы
2 Полуавтоматы.
В зависимости от класса точности станки делятся на пять классов:
Н - нормальный класс точности
П - повышенный
В - высокий
А - особо высокий
С - особо точный (мастер станок).
Для обозначения моделей серийно выпускаемых станков используется 3-4 цифры и буквы.
Первая цифра указывает группу, вторая - подгруппу (т.е. тип станка), третья и
четвертая
характеризуют
один из важнейших размеров станка или обрабатываемой детали. Буква, стоящая после первой цифры указывает
на модернизацию (улучшение технической характеристики без видоизменения базовой модели станка). Буква, стоящая в
конце обозначает класс точности (класс Н не указывается) или обозначает модификацию (видоизменение базовой
модели станка).
Шифр специальных и специализированных станков образуется добавлением к шифру завода порядкового номера
модели. Например, ЕЗ-9 - шифр специального станка для нарезания реек, выпускаемого Егорьевским
станкостроительным заводом «Комсомолец».
Модель 2150
2 - сверлильный
1 - вертикально-сверлильный
50 - наибольший диаметр сверления деталей из стали.
Модель 6Н12ПБ
6 - фрезерный
Н - модернизированный
1 - вертикально-консольный
2 - номер стола установленного на станке.
Пользуясь справочником по этому номеру можно определить рабочую площадь стола
П - повышенный класс точности
Б - модифицированный.
Движения в станке.
Для получения требуемой формы изготавливаемой детали рабочим (исполнительным) органам станка
необходимо сообщать соответствующие движения. Эти движения можно подразделить на основные и вспомогательные.
Страница 2 из 58
К основным движениям относятся главное движение и движение подачи.
Главное движение - прямолинейное поступательное или вращательное движение заготовки или инструмента,
происходящее с наибольшей скоростью в процессе резания.
Движение подачи - прямолинейное поступательное или вращательное движение режущего инструмента или
заготовки, скорость которого меньше скорости главного движения.
Кинематические схемы станков.
Движение с вала на вал передается при помощи механических звеньев.
Если два звена соединены между собой и допускают относительное движение, то такая пара называется
кинематической.
Кинематической цепью называется совокупность кинематических пар, связывающих источник движения с
исполнительным механизмом или два исполнительных органа станка между собой.
Кинематической схемой называется условное изображение совокупности кинематических цепей станка в
одной плоскости при помощи условных обозначений. Кинематическую схему изображают в произвольном масштабе, но
она должна быть вписана в контуры основной проекции станка.
На кинематической схеме указывают числа зубьев колес, числа заходов червяков, шаг ходовых винтов,
диаметры шкивов, мощность и частоту вращения двигателя. Валы обозначают римскими цифрами.
Каждый вид передаваемого движения окрашивается в определенный цвет.
Синий - главное движение
Коричневый - движение подач
Красный - вспомогательное движение
Зеленый - другие движения
Для изображения элементов кинематических схем пользуются условными обозначениями по ГОСТ 2770-68.
Типовые передачи в станках и их передаточные отношения.
В металлорежущих станках для передачи вращательного движения применяют ременные, цепные, зубчатые и
фрикционные передачи; для поступательного движения - винт-гайка, реечную передачу, кулачковые механизмы.
Вал передающий движение называется ведущим.
Вал, которому передается движение, называется ведомым.
Отношение частоты вращения ведомого вала к частоте вращения ведущего вала называется передаточным
отношением.
n
n
u
2
1
Ременная передача - применяется чаще всего для передачи движения электродвигателя к шпиндельной бабке
станка Она обеспечивает высокую скорость и плавность хода.
Недостаток - проскальзывание при передаче больших усилий.
I
V V
1
V1
n1
d1
V
1
V
2
2
  d 1  n1 м

,

1000
  d 2  n2
1000
  d 1  n1
II
d2
n1
n2
V2
,м
мин
  d 2  n2
1000
1000
d1  n1  d 2  n2
Z1
I

мин
d
d
1
2

n
n
1
2
u
n n 
2
1
d
d
1

2
η = 0,97…0,985 – коэффициент проскальзывания
Цепная передача - применяется для передачи движения от одного вала к
другому, находящемуся сравнительно небольшом расстоянии, чем при
II
n2
Z2
Страница 3 из 58
зубчатой передаче. Отсутствует проскальзывание.
u
n
n
n n 
1
2
2
Недостаток - шум и вибрации.
1
Z
Z
1
2
Зубчатая передача. Передача компактна, может передавать большие крутящие моменты. Применяется для изменения
чисел оборотов и величин подач в коробках скоростей и подач, а также в качестве привода от электродвигателя к станку
и к другим механизмам. Характеризуется постоянством передаточного отношения.
Z1
Z1
Z1
Z1
n1
n1
n1
n1
Z2
n2
n2
Z2
Z2
n2
n2
Z2
u
n
n
n n 
2
2
1
K
Z
Z
1
2
Червячная
передача - применяется для
резкого
снижения числа оборотов ведомого вала одной передачей, а
также для плавности и равномерности движения и в
делительных цепях станков. Движение передается с червяка на
червячное колесо.
К - число заходов червяка, Z - число зубьев червячного колеса
I
II
1
n2
Z
n1
Реечная передача - применяется для преобразования вращательного движения в возвратно- поступательное (кареток,
суппортов, столов).
Z1
m (рейка)
V 
mzn м
,
1000
мин
m - модуль зубьев реечного колеса
L=πmz1 (мм) - длина перемещения за один оборот
реечного колеса,
z - число зубьев реечного колеса.
l
Для увеличения плавности хода применяются
K
m (рейка)
черв
ячнореечн
ые
перед
ачи.
L=kπ
m
(мм)
-
Страница 4 из 58
длина перемещения за один оборот червяка
V 
kmn м
,
мин
1000
Винтовая передача - применяется для преобразования вращательного движения в поступательное, т.е. для перемещения
столов, суппортов, салазок и др. частей станков.
передача скольжения неразъемная.
передача скольжения разъемная
- передача качения.
Шариковая винтовая передача широко применяется в станках с ЧПУ и
обеспечивает плавность хода.
V 
kn м
,
1000 мин
L = кр, мм - длина перемещения за один оборот винта или гайки.
к - число заходов резьбы
р - шаг резьбы.
Назначение и типы приводов.
Привод - устройство сообщающее движение рабочим органам станка. Привод может иметь один или несколько
двигателей.
В зависимости от вида передаваемого движения различают приводы главного движения, движения подач,
вспомогательных движений и т. д.
В зависимости от способа переключения скоростей приводы делятся на ступенчатые и бесступенчатые.
Ступенчатые позволяют устанавливать ограниченные числа скоростей в заданных пределах.
Бесступенчатые позволяют плавно устанавливать числа скоростей в заданных пределах.
В зависимости от способа передачи движения приводы делятся на следующие виды.
1 Электропривод - состоит из двигателя и элемента пускорегулирующей аппаратуры.
2 Электромеханический привод состоит из двигателя и механических связей.
3 Гидропривод состоит из двигателя и элемента обеспечивающего движение при помощи рабочей жидкости.
4 Пневмопривод состоит из двигателя и элементов обеспечивающих движение при помощи сжатого
воздуха.
5 Комбинированный привод состоит из сочетания выше перечисленных приводов.
Ряды частот вращения шпинделя, двойных ходов и подач в станках.
Для получения наивыгоднейших условий при обработке заготовок из различных материалов инструментами
с различными режущими свойствами станки должны обеспечивать изменение скоростей резания от Vmin до Vmax. Так как
обрабатываемые заготовки или устанавливаемые на станке инструменты могут иметь диаметры в пределах от dmin до dmах,
необходимо иметь возможность устанавливать различную частоту вращения шпинделя в пределах от nmin до nmax
n
min

1000V min
n
 d max
max

1000V max
 d min
Отношение максимальной частоты вращения шпинделя станка к минимальной называют диапазоном регулирования
частоты вращения шпинделя:
n
n
max
Д
min
Диапазон регулирования шпинделя характеризует эксплуатационные возможности станка. В указанных пределах
можно получить любое значение n, если иметь механизм бесступенчатого регулирования скорости главного движения. В
этом случае можно установить частоту вращения, соответствующую выбранной наивыгоднейшей скорости резания при
заданном диаметре. Однако бесступенчатые приводы применяются не так широко, как приводы со ступенчатым рядом
частот вращения. В этом случае вместо частоты вращения, точно соответствующей наивыгоднейшей скорости резания при
данном диаметре, приходится брать ближайшую меньшую частоту. Этой действительной частоте nд будет
Страница 5 из 58
V
Д

d n Д
1000 , которая меньше расчетной на величину V - Vд.
соответствовать действительная скорость резания
Относительная потеря скорости резания при переходе с одной частоты вращения к ближайшей меньшей.
A
V V   dn  d n
Д
dn
V
Д

n  nД
n
Наиболее рациональным для применения в станкостроении является геометрический ряд, в котором каждая
последующая частота отличается от предыдущей в φ раз (где φ- знаменатель ряда).
Геометрический ряд частот вращения шпинделя будет иметь вид:
n1 = nmin
n2 = n1∙ φ
n3 = n2 ∙φ
n4 = n1∙ φ
nZ = nZ-1∙ φ = n1∙ φZ-1
Приняв nZ = nmax получим nZ = nZ-1∙ φ = nmin∙ φZ-1, откуда
  z 1 nmax
n
min
где Z - число ступеней ряда.
Знаменатель геометрического ряда имеет стандартные значения: φ = 1,06; 1,12;1,26; 1,41; 1,58; 1,78; 2.
У станков с возвратно-поступательным главным движением (строгальные, долбежные, протяжные) вместо
частоты вращения шпинделя определяют числа двойных ходов в минуту. Для этих станков используются те же значения φ и
рядов чисел двойных ходов, что и для станков с главным вращательным движением.
Значения подач также располагаются по геометрическому ряду. Значения знаменателя ряда подач и величины
подач берут из действующей нормали станкостроения.
Отношение максимальной подачи Smах к минимальной Smin называют диапазоном регулирования подач.
Основные узлы и механизмы станка.
Станина - является базовой деталью станка и служит для монтажа всех основных частей станка Она должна
быть жесткой, виброустойчивой, иметь малую металлоемкость и стоимость. На станине должны быть предусмотрены
проемы и окна для сборки и смазки. Она имеет коробчатую форму с ребрами жесткости.
Станины подразделяются на горизонтальные и вертикальные. Станина с вертикальной компоновкой называется
стойкой.
В серийном производстве станины изготавливают литыми из серого чугуна.
В единичном производстве станины изготавливают сварными из прокатной стали. Иногда для изготовления
станин тяжелых станков применяют железобетон.
Направляющие - наиболее ответственная часть станины. Служащая для перемещения инструмента и
заготовки.
В станках применяют направляющие скольжения и качения для прямолинейного и кругового перемещения.
Направляющие скольжения бывают закрытыми, когда обладают одной степенью свободы (рис. а) и
открытыми (рис. б)
Р
Р
По форме направляющие делятся на:
а) охватываемые - применяются при малых скоростях , на них плохо удерживается смазка, но не пристает стружка.
б) охватывающие - применяются для высоких скоростей скольжения, т. к. хорошо удерживают смазку. Их нужно
защищать от стружки и грязи.
Страница 6 из 58
в) комбинированные - это когда одна из направляющих выполнена плоской, а вторая призматической, V - образной или в
виде ласточкиного хвоста.
г) накладные - выполненные в виде планок, прикрепляемых винтами к литой чугунной станине или привариваемых к
стальной сварной станине.
д) гидростатические - предусматривают подвод масла к сопрягаемым поверхностям под давлением и
обеспечивают создание масляной подушки по всей площади контакта
е) аэростатические - предусматривают создание воздушной подушки в зазоре между сопряженными поверхностями
направляющих.
В станках также применяют направляющие качения, которые могут быть открытыми и закрытыми.
Шпиндельные механизмы.
Шпиндельные механизмы состоят из шпинделя и шпиндельных опор.
Шпиндель является основной деталью станка. Шпиндель - это полый ступенчатый вал на переднем конце,
которого при помощи приспособления закрепляется заготовка или инструмент.
К шпинделям предъявляют следующие требования:
1. Точность вращения - характеризуется радиальным и осевым биением переднего конца шпинделя. Зависит от
точности изготовления и точности применяемых опор.
2. Жесткость - способность сохранять первоначальное положение под действием приложенных сил. Зависит от выбора
материала.
3. Виброустойчивость - способность не воспринимать внешние колебания. Зависит от выбора материала.
4. Износостойкость - способность длительное время сохранять первоначальные геометрические параметры. Зависит от
выбора материала.
Жесткие шпинделя изготавливают из стали 45 с последующим улучшением (закалка и высокий отпуск).
Износостойкие шпинделя изготавливают из стали 40Х с закалкой на ТВЧ или из стали 20Х с последующей
цементацией и закалкой.
Виброустойчивые шпинделя изготавливают из стали 38ХМЮА с последующим азотированием и закалкой.
Тяжело нагруженные шпинделя изготавливают из стали 50Г2 с последующей закалкой.
Шпинделя большого диаметра можно изготавливать из серого чугуна СЧ20.
В качестве опор шпинделей применяются подшипники качения и скольжения.
Для уменьшения силы трения применяют подшипники качения различных конструкций.
Для повышения жесткости шпиндельных опор и устранения зазоров между отдельными телами качения и
кольцами применяют предварительный натяг подшипников качения - осевое смещение внутренних колец относительно
наружных.
Вращающиеся (внутренние) кольца подшипников нужно устанавливать с наибольшим натягом (-2.., -4) мкм; не
вращающиеся (наружные) кольца - с натягом в низкоскоростных шпинделях и с небольшим зазором в высокоскоростных.
При работе шпиндельного узла главную роль играет передняя опора шпинделя. Она воспринимает основные
нагрузки и находится ближе к месту обработки. Поэтому компоновка шпиндельного узла осуществляется таким образом,
чтобы передняя опора имела более точные подшипники, часто сдвоенные для увеличения жесткости.
Подшипники качения.
Для шпинделей станков практически применяются все основные типы подшипников качения: шариковые
радиальные и радиально-упорные, роликовые с коническими и цилиндрическими роликами, а также специальные
конструкции. Последние отличаются от обычных не только повышенной точностью, грузоподъемностью и
быстроходностью, но и конструктивными особенностями. К таким подшипникам относятся двухрядный подшипник с
цилиндрическими роликами. Двойной ряд точных роликов и их шахматное расположение повышает грузоподъемность
подшипника. Точность вращения шпинделей в таких подшипниках может быть обеспечена в пределах нескольких
микрометров.
При проектировании подшипниковых узлов необходимо обращать внимание на уплотнения подшипников,
защищающие их от загрязнения и предотвращающие вытекание смазки.
Подшипники качения теряют свою работоспособность в основном в результате усталости поверхностных слоев
дорожек и тел качения.
Страница 7 из 58
Шарикоподшипники применяют для быстроходных малонагруженных опор (шпиндели внутришлифовальных
станков, небольших токарных станков и автоматов, сверлильных).
При повышенных нагрузках и прецизионности целесообразно применять подшипники с цилиндрическими
роликами (шпиндели токарных и револьверных станков и автоматов, быстроходных фрезерных станков, тяжелых
шлифовальных и резьбошлифовальных).
При повышенных нагрузках на шпиндель и средних частотах вращения применяют конические роликовые
подшипники (шпиндели многорезцовых, фрезерных и других станков).
Подшипники скольжения применяют в шпиндельных узлах тех станков, где подшипники качения не могут
обеспечить требуемой точности и долговечности работы. В качестве таких опор используют гидродинамические,
гидростатические подшипники, а также подшипники с газовой смазкой.
В гидростатических подшипниках под давлением подается жидкость, образующая между сопрягаемыми
поверхностями равномерную масляную подушку. В аэростатических подшипниках подается сжатый воздух, образующий
воздушную подушку.
Гидродинамические подшипники применяют в станках с высокими постоянствами или мало изменяющимися
скоростями вращения шпинделей при незначительных нагрузках (станки шлифовальной группы).
Гидростатические опоры обеспечивают высокую точность вращения, обладают высокой демпфирующей
способностью, что значительно повышает виброустойчивость шпиндельного узла, имеют практически неограниченную
долговечность, высокую нагрузочную способность при любой частоте вращения шпинделя.
Недостаток: Эти опоры требуют сложной системы питания и сбора масла.
В станкостроении применяют аэростатические подшипники, по принципу действия подобные гидростатическим. Только в
зазор между сопрягаемыми поверхностями подается сжатый воздух. Вследствие этого нагрузочная способность их
невелика. Однако малая вязкость воздуха позволяет существенно снизить потери на трение. Поэтому их и применяют в
небольших прецизионных станках при больших окружных скоростях вращения шпинделя.
Смазывание во многом определяет надежность работы шпиндельного узла. Для подшипников качения
применяют жидкий либо твердый смазочный материал.
Назначение и классификация коробок скоростей.
Коробка скоростей (КС) - устройство сообщающее рабочим органам станка требуемые величины скоростей и
мощность.
КС различают по компоновке и по способу переключения скоростей.
По компоновке КС делятся на встроенные и с разделенным приводом.
Встроенные КС изготавливают в одном корпусе со шпинделем.
Преимущества: компактность, концентрация рукояток управления. Уменьшение количества корпусных деталей.
Недостаток: вибрация и тепло выделяемое при работе отрицательно влияют на точность обработки.
КС с разделенным приводом изготавливают в одном корпусе и устанавливают на значительном расстоянии от
шпинделя на который движение передается при помощи ременной передачи.
Преимущество: тепло и вибрация не влияют на качество обработки.
Недостаток: лишняя корпусная деталь и разброс рукояток управления.
КС делятся на следующие типы:
1. Со сменными колесами и постоянным межцентровым расстоянием.
А
В
u
n1
z
z
z
u
z

1
z
z
z
n n
z
n n
2
2
3
2
1
1
2
3
2
4
А
В
А + В = const - условие зацеп ля ем ости.
Такие коробки скоростей применяются в станках, где редко меняются
скорости.
2. Коробка скоростей с подвижными блоками зубчатых колес
n2
1
А
В
А и В - числа зубьев сменных колес, которые поставляются со станком
набором.
Для правильного подбора сменных колес необходимо решить систему двух
уравнении.
const
u
u
1
4
u
1

z
z
5
n n
2
6
1
z
z
5
6
Страница 8 из 58
При перемещении тройного подвижного блока можно поочередно вводить в зацепление различные зубчатые
колеса.
z3
Такие коробки скоростей применяют в
различных типах станков.
z1
Недостаток: нельзя переключать скорости на ходу и применять
z5
косозубые колеса.
I
n1
II
n2
z2
3. С кулачковой или зубчатой муфтой.
z4
z6
Z1
Z3
При включении М влево
При включении М
вправо
I
II
Z2
Z4
u
Z
Z
1
2
n n
2
u
1
Z
Z
Такие коробки скоростей применяются в различных типах станков, можно применять косозубые колеса.
Недостаток: нельзя переключать скорости на ходу, износ зубьев вращающихся в холостую.
1
2
1
2
n n
2
Z
Z
1
Z
Z
1
2
4. С фрикционными муфтами.
Z1
Z3
Муфта дисковая двухстороння фрикционная, передающая вращение за
счет сил трения. Работает также как кулачковая или зубчатая.
Преимущества: можно переключать скорости на ходу.
Недостаток: возможно проскальзывание.
I
Такие коробки скоростей применяются в станках с ЧПУ.
II
Z2
Z4
Назначение и типы коробок подач.
Коробка подач (КП) - устройство, сообщающее рабочим органам станка требуемые величины подач и
мощность.
Коробки подач различают по способу переключения подач
1. Со сменными колесами и постоянным межцентровым расстоянием.
2. С подвижными блоками зубчатых колес.
3. С муфтами различных типов.
4. Со встречными конусами зубчатых колес и вытяжной шпонкой.
Страница 9 из 58
При перемещении подвижной шпонки 1 можно жестко соединять с
валом II различные колеса.
Z3
Z5
Z1
I
n1
II
n2
Z6
Z2
Z4
1 - вал
2, 3 - зубчатые колеса
4 -ось
5 - шпонка
6 - пружина
7 -муфта
8 - шайба
4
6
3
5
1
Шпонка 5 может качаться на оси 4 муфты
7, которая перемещает шпонку в осевом направлении.
Пружина 6 удерживает шпонку в шпоночном пазу
зубчатого колеса. Шайба 8 исключает одновременное
включение 2-х зубчатых колес.
7
8
2
Достоинства: Позволяет осуществлять переключение
на ходу.
Недостатки:
1. Более сложная конструкция.
2. Невысокий КПД, т.к. в зацеплении находятся все
зубчатые колеса
3. Низкая жесткость конструкции из-за больших зазоров между шпонкой и пазом вала и между шпонкой и шпоночным
пазом колеса.
4. Такой механизм применяется для передачи небольших крутящих моментов.
5. Зубчатые колеса ведомого вала быстро изнашиваются
Такие коробки подач применяются в сверлильных станках. В одном ряду можно расположить до 10-ти передач.
Z2
Z1
5. С конусом зубчатых колес и накидной
шестерней (конус Нортона).
Z3
I
При перемещении корпуса по валу II накидное колесо
Z0 можно поочередно вводить в зацепление с
колесами установленными на валу I.
I - ведущий вал; II - ведомый вал
Z0
При перемещении корпуса по валу II
накидное колесо Z0 можно поочередно вводить в
зацепление с колесами, установленными на валу I.
I - ведущий вал; II - ведомый вал
II
конусная каретка
Z4
рукоятка
Передача
движения с
ведущего
на ведомый
вал
осуществля
ется через
зубчатое
Страница 10 из 58
колесо 2, вращающееся на пальце 5 рычага 4, который может
подниматься или опускаться, тем самым колесо 2 либо
входит в зацепление с колесом 3 либо расцепляется с ним.
Недостатки:
1. Невысокий КПД, т.к. в работе постоянно участвует промежуточное звено.
2. Более сложная конструкция.
3. Под действием распорной силы, возникающей в зубчатом зацеплении механизм может разомкнуться, поэтому для
фиксации рычага требуются дополнительные устройства.
4. Механизм служит для передачи небольших крутящих моментов.
5. Малая жесткость.
Применяется в токарно-винторезных станках. В одном ряду можно расположить до 12 передач.
При К передаче требуется К + 2 колеса.
6. Коробка подач в форме гитары сменных колес.
Гитара - узел станка, предназначенный для изменения скорости подач. Гитары сменных колес дают возможность
настраивать подачу с любой степенью точности.
а, в, с, d - числа зубьев сменных колес.
Для правильного подбора сменных колес необходимо выполнить
a
I
условие сцепляемости.
а + в>с + 22
- должны выполняться
с
+
d
>
в
+
22
одновременно.
c
Каждую гитару снабжают определенным комплектом сменных
зубчатых колес.
Сменные колеса подбирают различными способами. Самый простои
способ
разложение
на множители.
b
II
приклон
d
ac 4
4 1
4  10 1  25 40 25
 

b d 7 3,5 2 3,5  10 2  25 35 50
Условие сцепляемости выполнено
Реверсивные механизмы
Служат для изменения направления движения. Они имеют различные конструкции.
1. С подвижными блоками и промежуточным
2. С различными типами сменных муфт и промежуточным
колесом.
колесом.
Z1
n1
Z3
Z1
n1
Z3
Б
Z0
Z0
n2
n2
Z2
3. Конический трензель.
Z2
Z4
Z4
Страница 11 из 58
Z1
Z2
I
II
Z3
Мальтийский механизм.
Применяется для периодических поворотов рабочих органов станка на требуемый угол.
При непрерывном вращении кривошипа 1 палец 2 периодически входит в пазы мальтийского диска 3 и поворачивает его
на угол α.
0
  360
К
Храповый механизм.
Служит для преобразования непрерывного вращательного движения в
прерывистое и для поворота на требуемый угол.
При
непрерывном
вращении
кривошипного диска 1 палец 2 сообщает
шатуну
3
возвратно-поступательное
движение. Шатун поворачивает рычаг 4
влево-вправо. При повороте вправо
собачка 5 скользит по зубьям храпового
колеса 6. При повороте влево собачка
попадает в межзубую впадину и
поворачивает
храповое
колесо
на
1
требуемый угол, зависящий от радиуса кривошипного диска.
Кулисный механизм.
Служит для преобразования вращательного движения в возвратно-поступательное.
При непрерывном вращении кривошипного диска 1 палец 2 сообщает кулисе 3
возвратно-вращательное движение, а кулиса через палец 4 сообщает рабочему
органу 5 возвратно-поступательное движение.
Применяется в зубодолбежных станках.
Кривошипно-шатунный механизм.
Служит для преобразования вращательного
возвратно-поступательное.
движения в
От вращения кривошипного диска 1 с радиально подвижным пальцем 2
движение через раздвижной шатун 3, качающийся рычаг 4 с зубчатым
6
Страница 12 из 58
сектором передается круглой рейке 5, закрепленной на шпинделе 6. За счет радиального перемещения пальца 2 можно
регулировать ход шпинделя 6, а за счет изменения длины шатуна 3 - крайние положения инструмента, закрепленного в
шпинделе.
Применяется в долбежных и поперечно-строгальных станках.
Этот механизм обеспечивает хорошую плавность движения рабочего органа станка, однако имеет
неравномерную скорость рабочего хода.
Кулачковые механизмы.
Служат для преобразования вращательного движения в поступательное.
Применяются в основном на автоматах.
1 - дисковый кулачок
2 -палец
3 - пружина, обеспечивающая постоянный контакт пальца
с рабочей поверхностью кулачка.
Блокировочные механизмы.
Предназначены для предотвращения одновременного включения
нескольких механизмов, совместная работа которых недопустима
а)
б)
Рисунок, а - нейтральное положение в котором можно включать или рукоятку 1 или рукоятку 2.
Рисунок, б - рукоятка 1 включена, а рукоятка 2 заблокирована
Предохранительные устройства
Служат для предохранения станка от перегрузок. Они подразделяются на электрические, гидравлические и
механические или комбинированные. Особенно широко применяются электрические предохранительные устройства и
предохранительные муфты. Из механических предохранительных устройств наибольшее распространение получили срезные
штифты и шпонки, падающие червяки.
Ограничители хода.
Устанавливаются для того, чтобы движущаяся часть станка не доходила до опасного конечного положения.
Салазки 2 при встрече с жестким упором 1
останавливается, и фрикционная муфта 3
начинает буксовать. Так продолжается до
тех пор, пока не будет выключен
электродвигатель или салазки не будут
отведены от упора.
Тормозные устройства.
Применяются для остановки или замедления движения отдельных механизмов станка.
После выключения станка отдельные механизмы движутся по инерции. Это время называется временем
выбега.
Для уменьшения времени выбега на быстроходных валах станков устанавливают различные тормозные
устройства.
Торможение
может осуществляться механическими, электрическими и пневматическими средствами.
Основными
видами механических тормозов являются ленточные и колодочные
тормоза.
Шкив - чугунный, лента - асбестомедная.
При выключении станка лента 2 прижимается к шкиву 1 и за счет силы трения
обеспечивается торможение.
Страница 13 из 58
У колодочного тормоза колодки 1 и 6 соединены общей тягой 3, длину
которой можно регулировать рейкой 2, устанавливая тем самым необходимый
зазор между колодками и шкивом 7 для нерабочего положения. В процессе
торможения колодки стягиваются тягой 4 от приводного механизма 5.
Механизмы суммирования движений.
Планетарные передачи.
Планетарной называют зубчато-реечную передачу, в которой часть зубчатых колес (сателлитов) перемещается
со своими осями относительно центрального колеса вместе с водилом.
Звено, на котором установлены зубчатые колеса с подвижными осями, называется водилом.
Сателлит - это зубчатое колесо с подвижной осью вращения, которое одновременно вращается вокруг своей
оси и совершает движение вместе с водилом.
Планетарная передача с цилиндрическими колесами.
М1 и М2 - двигатели
I - центральная ось
II - подвижная ось
III - водило
Z1 и Z4 - центральные колеса
Z2 и Z3 - сателлиты.
При включении М1, Z1 вращает Z2. Z2 обкатывается вокруг Z1 и
одновременно с ним Z3 обкатывается вокруг неподвижного Z4, водило
получает некоторое количество движений. Если дополнительно включить М2,
через червячную передачу начинает вращаться Z4, которое вращает Z3
следовательно водило сообщается дополнительное движение.
Планетарные передачи с коническими колесами
(дифференциальные механизмы).
У этих передач из трех
звеньев любые два могут быть
ведущими, а третье ведомым.
Дифференциал
состоит
из
центральных колес Z1 и Z4, сателлитов
Z2 и Z3 и водила 1. Как правило,
зубчатое
колесо Z4 вращается с
большей частотой, а колесо Z1 - с
меньшей.
Вращение
колесу
Z1
передается от червячной пары 2.
Z3
2
I
1
М1
Z4
n0
М2
Z2
Z1
n1
II
Муфты.
Муфты служа
для
постоянного
или
периодического
соединения двух соосных валов и для
Страница 14 из 58
передачи при этом вращения от одного вала к другому.
Различают муфты постоянные, служащие для постоянного соединения валов; сцепные, соединяющие и
разъединяющие валы во время работы; предохранительные, предотвращающие аварии при внезапном превышении нагрузок;
муфты обгона, передающие вращение только в одном направлении.
Постоянные муфты.
Применяют в тех случаях, когда нужно соединить два вала, которые в процессе работы не разъединяются. При
этом валы могут быть соединены жестко или с помощью упругих элементов.
Сцепные муфты
Применяют для периодического соединения
валов, например, в приводе главного движения или
приводе подач станков.
В станках часто применяются сцепные кулачковые
муфты в виде дисков с торцовыми зубьями-кулачками и
зубчатые муфты.
Зубчатые колеса насаженные на вал I находятся в
постоянном зацеплении с зубчатыми колесами насаженными
на ведомые валы II и III. Подключение валов II и III к
ведущему, производится муфтами КМ1 и КМ2
1 - зубчатое колесо
2 - втулка, запрессованная в отверстие
зубчатого колеса
3 - вал
4 - стопорное кольцо
5 - кулачковый венец
6 - кулачковая муфта
В зависимости от точности изготовления кулачков
различают точные и неточные кулачковые муфты. У точных
муфт передача крутящего момента осуществляется
несколькими кулачками, у неточных - одним кулачком.
Недостатком сцепных муфт является то, что при больших
разностях скоростей вращения ведущего и ведомого
элементов, муфты нельзя включить.
Фрикционные сцепные муфты.
Имеют тоже назначение, что и кулачковые.
Фрикционные муфты можно включать при любых разностях
скоростей вращения элементов муфты. У них при перегрузках ведомое звено может проскальзывать и тем самым
предотвращать аварию. Наличие нескольких поверхностей трения дает возможность передавать значительные крутящие
моменты при относительно малых величинах давления на поверхностях трения дисков.
Применяются механические и электрические фрикционные муфты. Из электрических фрикционных муфт
большое применение нашли электромагнитные муфты.
Предохранительные муфты.
Предназначены для предохранения механизмов станка от аварий при перегрузках. У муфт (рис. а, б)
предохраняющим звеном является штифт 1, сечение которого рассчитывают в зависимости от передаваемого крутящего
момента. При перегрузках этот штифт срезается, происходит разрыв соответствующей кинематической цепи и тем самым
предотвращает
повреждение
деталей
станка.
Страница 15 из 58
1
1
1
Муфта обгона.
Предназначены для передачи крутящего момента при вращении звеньев кинематической цепи в заданном
направлении и для разъединения звеньев при вращении в обратном направлении, а также для сообщения валу двух различных
движений (медленного - рабочего и быстрого - вспомогательного), которые осуществляются по двум отдельным
кинематическим цепям. Муфта обгона позволяет включать цепь быстрого хода, не выключая цепи рабочего движения.
В качестве муфты обгона можно использовать храповые механизмы (рис. а) и муфту роликового типа (рис. б).
Вал 2 вращается от вала 1 через конические колеса Z3/Z4 и храповый механизм (колесо
Z4 свободно посажено на валу 2). Если одновременно включить цепь быстрого хода
через передачу Z1/Z2, то вал 2 вместе с храповым колесом 4 будет вращаться быстрее
зубчатого колеса Z4 и собачка 3 будет проскальзывать.
1- корпус
2 - кольцо
3 - ролик
4 - штифт
5 - пружина
Если ведущей частью является кольцо 2, то при
вращении против часовой стрелки ролики
увлекаются трением в узкую часть выемки и
заклиниваются кольцом и корпусом муфты. В этом
случае корпус 1 и связанный с ним вал будут вращаться с угловой скоростью кольца 2. Если при продолжающемся движении
кольца 2 против часовой стрелки валу и корпусу 1 сообщить движение по другой кинематической цепи, направленное в ту же
сторону, но имеющее скорость, большую по величине, чем скорость кольца 2, то ролики переместятся в широкую часть
выемки и муфта окажется расцепленной. При этом детали 1 и 2 будут вращаться каждая со своей скоростью.
Ведущим элементом может быть любая из деталей 1 и 2. Если ведущим является корпус, то муфта сцепляется при его
вращении по часовой стрелке или когда корпус, вращаясь в этом направлении, опережает кольцо.
Методика кинематической наладки металлорежущих станков.
Кинематическая наладка станка заключается в согласовании движений исполнительных органов. Методика
наладки одинакова для большинства станков и не зависит от их сложности. Для примера рассмотрим наладку токарновинторезного станка на нарезание резьбы.
Страница 16 из 58
Рр
1
Чтобы нарезать резьбу на заготовке 1, необходимо сообщить суппорту 3 с резцом 2 продольную подачу вдоль оси
заготовки, согласованную с частотой вращения шпинделя 5. Следовательно, нужно рассчитать две кинематические цепи:
скоростную (цепь главного движения) и нарезания резьбы.
Рассмотрим кинематическую цепь главного движения. Шпиндель 5 с заготовкой 1 получает вращение от
электродвигателя через ременную передачу и три пары зубчатых колес. Частоту вращения шпинделя рассчитывают по формуле
n
шп

1000V
 d
где V- скорость резания, м/мин (выбирается по справочнику режимов резания)
d - диаметр заготовки, мм.
Составим уравнение кинематической цепи от электродвигателя к шпинделю при условии, что шпиндель должен
вращаться с частотой
n
шп
 nдв
D
D
1
 0,985 Z 1
2
a
Z2 b
Z
Z
3
4
где n - частота вращения вала электродвигателя, мин-1;
0,985 - коэффициент, учитывающий скольжение ремня.
Уравнение можно представить в общем виде:
n
шп
 nдв  iпост  iсм
где iпост - постоянное передаточное отношение характеризующее цепь,
iсм - сменное передаточное отношение механизма наладки.
В рассматриваемой кинематической цепи известны
являющихся механизмом наладки.
Подставив численные значения, получим
n
шп
 960
100
20 a 20
 0,985
200
40 b 45
откуда
a nшп

b 105
так как
n
шп

1000V
 d
все
величины,
за исключение сменных колес а - в,
Страница 17 из 58
Определим значение
i
см

a
b
Определим колеса а и b и тем самым произведем наладку цепи главного движения. Затем приступим к наладке
кинематической цепи движения подачи или цепи нарезания резьбы. Резец 2, укрепленный на суппорте 3, получает движение от
ходового винта 4, который приводится во вращение от шпинделя 5 через пару цилиндрических колес, две пары конических
колес и сменные зубчатые колеса с – d и е-f.
Составим уравнение кинематического баланса, исходя из условия, что за один оборот шпинделя резец
переместится вдоль оси заготовки на величину шага Рр нарезаемой резьбы
1об.шп Z 5
Z Z
Z Z Z
7
6
8
c e


d f Р Х . В РР
10
9
В общем виде это уравнение будет выглядеть следующим образом:
откуда
1об.шп  iпост  iсм  РХ .В  РР
i
см

Р
i Р
Р
пост
Х .В
где Рр - шаг нарезаемой резьбы; Рх.в. - шаг ходового винта,
В рассматриваемой цепи
Р
Р
 1об.шп.
25 30 30 c e
6
50 30 30 d f
откуда
c e РР

d f
3
Подобрав сменные колеса c – d, e – f, произведем наладку цепи движения подачи. При кинематической наладке
станков необходимо:
1. Выяснить характер движения рабочих органов и их согласованность;
2. Выявить все кинематические цепи станка;
3. Составить уравнение кинематической цепи, связывающих попарно рабочие органы станка;
4. Определить передаточные отношения механизма наладки и подобрать в соответствии с ними сменные зубчатые колеса
или другие элементы наладки.
Пример. Настроить станок по следующим данным: n = 240 мин-1; Рр = 4 мм; А=В = 80
Решение:
А nшп 240


2,2
В 105 105
А  В  80
3,2 В  80
В  25
А  2,2  В
a c Р Р 4 2 2 50 60 60 50

 


bd
3
3 3 1 75 30 30 75
2,2 В  В  80
А  80  25  55
Проверяем условие сцепляемости
Станки с программным управлением
Программное управление (ПУ) – это совокупность команд, обеспечивающих функционирование рабочих органов
станка в заданной последовательности. Все без исключения станки с ПУ работают по программе. В одних случаях программа
находится в памяти рабочего органа, в других - задается при помощи материальных аналогов (эталонной детали, копира или
кулачков). Изготовление материальных аналогов и переналадка таких станков требует высокой квалификации и больших затрат
времени, поэтому такие станки применяются в крупносерийном производстве.
В мелкосерийном производстве, которое занимает до 80% широко применяются станки с ПУ в которых программа
записывается на программоносителе, в качестве которых применяют перфоленту, магнитный диск, программируемый
контроллер.
На программоносителях программа может записываться в кодированном и декодированном виде. Изготовление
программы и переналадка станков не требует высокой квалификации и не отнимает много времени.
Станки с ПУ классифицируются также как и станки с ручным управлением.
В обозначении моделей станков с ПУ после цифр пишутся следующие буквы:
Страница 18 из 58
Ц - станки с цикловым программным управлением (ЦПУ)
Ф - станки с числовым программным управлением (ЧПУ)
Т - станки с оперативной системой ЧПУ.
В станках с ЦПУ технологическая информация записывается на программоносителе, а геометрическая устанавливается при помощи переставных упоров. Установка и выверка упоров при наладке отнимает много времени поэтому
станки с ЦПУ применяют в крупносерийном производстве.
В станках с ЧПУ вся информация записывается на программоносителе.
В станках с оперативной системой ЧПУ информация набирается оператором непосредственно на рабочем месте
при помощи клавиатуры, расположенной на мини ЭВМ.
Цикловое программное управление.
Системой циклового программного управления (ЦПУ) называют такую систему программного управления, в
которой полностью или частично программируются цикл работы станка, режимы обработки и смена инструмента, а величина
перемещений рабочих органов задается с помощью предварительно налаживаемых упоров.
Цикл работы станка - это совокупность всех движений, необходимых для обработки заготовок и выполняемых в
определенной последовательности.
Системой ЦПУ оснащают токарно-револьверные, токарно-копировальные, копировально-фрезерные, алмазнорасточные и другие станки. Системы ЦПУ используют в автоматических линиях с использованием ЭВМ дня диагностики и
планирования работы линии, а также для управления промышленными роботами.
Устройство ЦПУ
Программатор
циклов
Станок
Схема
автоматики
1
2
7
6
Исполнительное
устройство
3
4
5
Функциональная схема системы ЦПУ.
В схему входят: программатор циклов, схема автоматики, исполнительное устройство и устройство
обратной связи.
Программатор циклов состоит из блока задания программы 1 и блока поэтапного ввода программы 7. Из блока
задания программы 1 информация поступает в схему автоматики, состоящую из схемы управления циклом работы станка 2 и
схемы преобразования сигналов контроля 6. Схема автоматики согласует действия программатора циклов с исполнительными
элементами станка и датчиком обратной связи, может выполнять ряд логических функций. Схему автоматики в системах ЦПУ
чаще всего строят на электромагнитных реле. Из блока 2 сигналы поступают в исполнительное устройство, обеспечивающее
отработку заданных программой команд.
Исполнительное устройство состоит из исполнительных элементов 3 (приводы, муфты и т.д.) и рабочих органов
станка 4 (суппорт, насосы, столы, револьверные головки). Рабочие органы отрабатывают этап программы, а датчик 5
контролирует окончание отработки и дает команду блоку 7 через блок 6 на переключение следующего этапа программы.
Программаторы циклов.
Состоят из блока задания программы и блока поэтапного ввода программы. Блок задания программы запоминает и
вводит в систему полную программу, блок поэтапного ввода программы предназначен для последовательного считывания этапов
программы и ввода их в систему для отработки.
Наиболее распространенным программатором электрического типа является штекерная панель. Программа на
штекерной панели задается вручную, станок в этот период простаивает. Для безопасного и быстрого набора программ может
быть использован накладной бумажный шаблон. Шаблон накладывают на штекерную панель, а штекеры вводят в гнезда через
отверстия в шаблоне. Пробитые в соответствии с программой.
Страница 19 из 58
Распространенным программатором
программаторы с перфолентами.
механического
1
2
типа
являются
кулачковые
командоаннараты
и
Кулачковые командоаппараты – это программаторы
механического типа с кинематическим заданием программы.
В гнезда барабана 2 командоаппарата закладывают шарики или
штифты 1, которые при его повороте воздействуют на
электрические контакты или конечные выключатели
3,
включая цепи соответствующих исполнительных органов.
Барабан приводится во вращение храповым механизмом
с электромагнитом или шаговым двигателем.
Программаторы
с
перфолентами
или
перфокартами применяют при большом объеме информации.
3
Считывание
программы
осуществляется
либо
электромеханическим способом, либо фотоэлементами.
Наиболее удобным являются универсальные
системы
ЦПУ,
построенные
с
использованием
микроэлектроники. К таким системам относятся программируемые контроллеры.
Программируемый контроллер - это управляющая логическая машина последовательного действия, созданная на
базе вычислительной техники, релейной бесконтактной автоматики и ЦПУ оборудованием. Они надежны, долговечны, имеют
небольшие габариты, обеспечивают возможность быстрого изменения программы, легко специализируются в зависимости от
конкретной обработки.
Программируемый контроллер (ПК)
состоит из центрального процессора 1 (управляющего
устройства),
постоянного
запоминающего
устройства 2, входного 3 и выходного 4 устройств и
4
3
сканатора 5 (генератора импульсов). К контроллеру
Вход
Выход
2
можно
подключить программную панель 6
(загрузчик
программ),
содержащую
декадные
переключатели и клавиши. Программу вводят
последовательно нажатием клавишей с обозначением
6
1
логических элементов. В режиме записи программа
записывается в устройство 2 и запоминается в нем. В
режиме работы сканатор 5 поочередно подключает к
процессору 1 входное и выходное устройства. В
процессоре 1 согласно программе производятся
заданные логические операции. К контроллерам могут подключаться дисплеи, накопители на магнитных кассетах, печатающие
устройства, регистрирующие состояние оборудования, затраты основного и вспомогательного времени, аварийные ситуации и
т.д.
5
Числовое программное управление.
Классификация систем ЧПУ.
Система ЧПУ (СЧПУ) совокупность методов устройств, обеспечивающее ЧПУ станков.
Устройство ЧПУ (УЧПУ) - составная часть СЧПУ, выдающая команды на выполнение конкретного действия.
СЧПУ различают по следующим признакам:
I. По назначению
1. (Ф1) - станки с цифровой индикацией и преднабором координат;
2. Позиционные и прямоугольные (Ф2) - позволяют автоматически установить рабочие органы в позицию, заданную
программой управления станком, причем в период перемещения рабочего органа обработка не ведется.
3. Контурные (непрерывные) (ФЗ) - обеспечивают автоматическое перемещение рабочего органа по произвольной траектории с
контурной скоростью, заданной программой управления станком. Траектория обработки обеспечивается совместным и
взаимосвязанным движением нескольких исполнительных устройств.
4. Комбинированные (универсальные) (Ф4) - обеспечивают обработку сложных профилей
деталей
по
нескольким
координатам одновременно, точное позиционирование ускоренных перемещений.
II. По способу записи программы
1. Кодированном
2. Декодированном виде
III. По количеству одновременно управляемых координат
1. По одной
2. по двум
Страница 20 из 58
3. по трем и т.д.
IV. По виду применяемого привода
1. Ступенчатые
2. Бесступенчатые
3. Следящие
V. По количеству потоков информации
1. Не замкнутые (один поток информации)
2. Замкнутые (два потока информации)
3. Адаптивные (многопоточные).
Блок схема незамкнутой СЧПУ.
Незамкнутые системы ЧПУ характеризуются наличием одного потока информации, направленного от
считывающего устройства СУ к исполнительному механизму ИМ. Считанные с программоносителя Пл сигналы поступают
в устройство управления УУ, а затем после необходимых преобразований в исполнительный двигатель ИД. Происходит
перемещение рабочего органа в заданное положение. Но в системе нет датчика пути и соответственно нет потока
информации о фактическом положении исполнительного механизма, что снижает точностные показатели такой системы.
Пл - перфолента с потоком информации;
СУ - считывающее устройство;
УУ - устройство управления;
ИД - исполнительный двигатель;
ИМ - исполнительный механизм.
Точность детали зависит от исполнительного двигателя
(ИД)
и исполнительного механизма (ИМ).
Блок схема замкнутой СЧПУ.
Замкнутые системы ЧПУ имеют два потока информации: один от считывающего устройства СУ, второй – от датчика
обратной связи ДОС. Сигналы с программоносителя через СУ поступают в устройство управления УУ, а затем через блок
сравнения БС, дешифратор и усилитель ДШ к исполнительному двигателю ИД. При перемещении рабочего органа могут
возникнуть отклонения от программы, вызванные зазорами в системе привода, упругими деформациями системы СПИД,
износом инструментов и т.д. Датчик обратной связи ДОС измеряет действительное перемещение рабочего органа или его
положение и направляет сигнал в БС, где сигналы обратной связи сопоставляются с сигналами от СУ. При возникшем
расхождении на выходе БС появляется сигнал, который через ДШ направляет к ИД, - произойдет перемещение рабочего
органа в нужном направлении. Как только рассогласование пропадет, сигналы на выходе из блока исчезнут и движение
прекратится.
БС - блок сравнения
ДШ - дешифратор, расшифровывающий сигналы блока сравнения
ДОС - датчик обратной связи, замеряющий истинную величину перемещения исполнительного механизма (ИМ).
Адаптивные (самоприспосабливающиеся) характеризуются тремя потоками информации. Два потока
информации – как у обычной замкнутой системы, третий поток служит для сбора и переработки информации о возмущениях,
возникающих в процессе обработки. К ним относятся: износ режущего инструмента, изменение сил резания, неоднородность
припуска обрабатываемой детали и т.д. В простейшем виде адаптивного управления происходит автоматическое
регулирование по небольшому числу параметров. Например, датчик в зоне резания измеряет силу резания. Полученная
информация (третий поток) поступает в логическое устройство, где эта информация суммируется с информацией от
считывающего устройства. Тем самым корректируется процесс обработки при отклонении измеряемого параметра от заранее
установленных границ.
Конструктивные особенности станков с ЧПУ.
По сравнению со станками с ручным управлением станки с ЧПУ должны обладать повышенной жесткостью и
точностью. Жесткость достигается за счет увеличения ребер жесткости станин, стоек и других корпусных деталей. Кроме
того, станины и стойки можно изготавливать из полимерного бетона или природного гранита.
Точность увеличивается за счет увеличения точности деталей и сборки.
Страница 21 из 58
Шпинделя для станков с ЧПУ изготавливают из сталей типа 40Х. На них должны быть предусмотрены места
для установки ДОС и другой контрольно измерительной аппаратуры.
В качестве опор шпинделей применяются подшипники более высокого класса точности. Направляющие
скольжения для уменьшения силы трения напыляют фторопластом. Широко применяются направляющие качения. Каждый
вид передаваемого движения имеет отдельный двигатель. Движение от двигателя передается минимальным количеством
кинематических пар. Для передачи движения широко применяются беззазорные передачи, в которых можно выбирать
образующийся в процессе работы зазор.
В приводах главного движения при ступенчатом регулировании применяются асинхронные двигатели в
сочетании с автоматическими коробками скоростей.
Для бесступенчатого регулирования применяются двигатели с терристорным регулированием и
высокомоментные двигатели. В приводах подач применяются высокомоментные двигатели постоянного тока и шаговые
двигатели. Для закрепления инструментов широко применяются многопозиционные револьверные головки, а для хранения
инструментов применяются инструментальные магазины. Смена инструментов производится автоматически.
Программоносители СЧПУ.
В станках с ЧПУ программа работы станка записывается условным кодом. В качестве программоносителей
применяются перфоленты, перфокарты, магнитные ленты и магнитные диски. Эта программа считывается и преобразуется в
электрические импульсы, которые затем используются для управления движением исполнительных органов станка. В виду
того, что программа для обработки конкретной детали записывается заранее и благодаря возможности быстрой смены
программоносителя, станок с ЧПУ позволяет за короткое время осуществить переналадку на обработку другой детали.
Код ISO - 7 bit является семизначным кодом и позволяет позиционировать 128 символов. Код рассчитан на 8-ми дорожечную
перфоленту шириной 25,4 мм. Для кодирования информации используются 7 дорожек, восьмая предназначена для контроля
считывания информации и дополняет количество пробивок в строке до четного числа.
Для переноса кодированной информации на перфоленту используются устройства подготовки данных.
Устройство включает:
1. Стол оператора
2. Электронную тумбу с пультом управления.
В столе оператора размещаются: перфоратор для перемещения ленты и пробивки
информационных
отверстий; фотосчитывающее устройство и электрифицированную пишущую машинку.
Оси координат станков с ЧПУ.
Стандартом ISO - К841 для всех типов станков принято считать ось шпинделя - ось Z.
За положительное направление принимают - перемещение инструмента от заготовки. Остальные оси координат
определяют пользуясь правилом «правой руки».
X, Y, Z - основные (первичные) координаты
U, V, W - вторичные координаты
Р, Q, R - третичные координаты
А, В, С - круговые координаты
За положительное направление принимают вращение по часовой
стрелке, если смотреть вдоль положительного направления оси координат.
Если перемещается не инструмент, а заготовка, то координаты
обозначают Х/, Y/ А/, В/ и т.д. В этом случае знаки надо поменять на
X,U,P
противоположные.
Токарные станки.
Предназначены для обработки наружных, внутренних, цилиндрических,
конических, фасонных и торцовых поверхностей заготовок, а также для
нарезания резьб.
Станки различают по большому количеству признаков: автоматы и
Z,W,R
полуавтоматы; универсальные, одно и многошпиндельные; горизонтальные и
вертикальные; револьверные, карусельные и т.д.
Основными параметрами токарного станка являются наибольший диаметр обрабатываемой заготовки над
станиной и наибольшее расстояние между центрами.
Токарно-винторезный станок отличается от токарного наличием ходового винта.
Y,V,Q
Токарно-винторезный станок модели 16К20.
Станок предназначен для выполнения различных токарных работ, а также для нарезания резьб: метрической,
дюймовой, питчевой, модульной и специальной.
Наибольший диаметр обрабатываемой заготовки Dmax=400 мм, наибольшие длины обрабатываемой заготовки
710,1000, 1400, 2000 мм.
Основные узлы.
По направляющим станины Е перемещаются суппорт Ж и задняя бабка В. Передняя бабка А смонтирована неподвижно,
в ней размещена коробка скоростей. Задняя бабка служит для поддержания заготовки при работе в центрах, а также для
закрепления инструмента, предназначенного для обработки отверстий. Коробка подач Д должна обеспечивать включение,
Страница 22 из 58
выключение, реверсирование подачи и регулирование
ее
величины.
Фартук Г
предназначен
для
преобразования вращательного движения ходового вала и ходового винта в прямолинейное поступательное
движение суппорта.
Суппорт служит для
перемещения закрепленного в резцедержателе Б инструмента. При
помощи каретки З производится обработка конических поверхностей.
Главное движение - вращение шпинделя с заготовкой.
Продольная подача - перемещение суппорта по направляющим станины.
Поперечная подача - перемещение салазок по направляющим суппорта.
Вспомогательные движения - ускоренные перемещения суппорта и салазок автоматически и вручную, перемещение
задней бабки и т.д.
Приспособления для токарных станков можно разделить на два вида:
1. Приспособления, предназначенные для крепления деталей (патроны самоцентрирующие и поводковые, хомутики,
упорные центры, люнеты и оправки).
2. Приспособления для крепления инструмента (переходные втулки, инструментальные блоки, механические воротки).
УКБ главного движения
nдв., мин-1 → nшп., мин-1
1450 
140
51 21 15 18 30
 0,985  М 1 влево 
168
39 55 60 72 60
56 29 60
34 47 48
М 1 вправо  50 36 38 60
24 38 38 48
При включении М1 влево шпиндель вращается против часовой стрелки, количество ступеней частот вращений 24.
При включении М1 вправо шпиндель вращается по часовой стрелке – число ступеней 12.
УКБ движения подач
При гладком точении подачи обеспечиваются при помощи ходового винта XVIII, включаются муфты М3 и М4.
Движение подач кинематически связано с вращением шпинделя.
1об → S, мм/об
Продольная подача
1об.шп
60 30 a c 28
М 3Б 6Б 7 М 4 Б 8Б 9 23 24 М 0 28 30 32 32 М 6  4 х
60 45 b d 28
40 39
35 32 32 30
21
36
  17
36 М 7
х
   3  10  S прод , мм
об
36 36
66
М 8
36 36
Поперечная подача
1об.шп
60 30 a c 28
М 3Б 6Б 7 М 4 Б 8Б 9 23 24 М 0 28 30 32 32 М 6  4 х
60 45 b d 28
40 39
35 32 32 30
21
36
  34 55 29
36 М 10
х
 5  S поп , мм
об
36 36
55 29 16
М 9
36 36
Б7, Б8, Б9 - подвижные блоки обеспечивают 16 величин подач.
М0 - обгонная муфта
М6 - предохранительная муфта
Остальные муфты сцепные.
Для увеличения подач в 2, 4, 8, 16, 32 раза Б5 перемещаем вправо и вводим в зацепление колеса 45/45.
Нарезание резьб.
На станке можно нарезать метрическую, модульную, дюймовую, питчевую резбы. Резьбы отличаются друг от друга
профилем, шагом и характеристикой.
При нарезании резьб за один оборот шпинделя суппорт должен перемещаться на величину шага нарезаемой резьбы.
Продольная подача при нарезании резьб обеспечивается ходовым винтом.
Метрическая резьба - включаются муфты М3, М4, М5 в гитаре постоянные колеса.
Страница 23 из 58
Токарно-револьверные станки.
Применяются в серийном и крупносерийном производстве для обработки заготовок сложного профиля.
Обработка ведется последовательно или параллельно различными режущими инструментами. Инструменты
предварительно настраивают на размер, что значительно сокращает вспомогательное время.
Отличаются от токарно-винторезного станка наличием револьверного суппорта, установленного вместо задней
бабки. На револьверном суппорте располагается револьверная головка (РГ).
РГ может иметь вертикальную или горизонтальную ось вращения. На каждой позиции РГ можно закрепить один
инструмент, а при наличии приспособления -несколько.
РГ с горизонтальной осью вращения имеет цилиндрическую форму, число гнезд под инструмент до 32. Они имеют
малую жесткость и применяются в легких станках
РГ с вертикальной осью вращения имеют призматическую форму, число граней 6-8. Они имеют высокую
жесткость и применяются в средних и тяжелых станках.
Изменение скоростей и подач на станках производится при помощи командных аппаратов или при помощи
предварительного набора
Зажим заготовки производится при помощи цангового патрона
По назначению станки делятся на:
1. Универсальные
2. Специализированные
По виду обрабатываемой заготовки на:
1. Прутковые
2. Патронные
3. Патронно-прутковые.
Основными параметрами, характеризующими станки для прутковой работы, являются наибольший диаметр
обрабатываемого прутка или диаметр отверстия шпинделя, а в станках для патронной работы - наибольший диаметр
обрабатываемой в патроне заготовки над станиной и над суппортом.
Токарно-револьверный станок модели 1П365.
Станок предназначен для обточки и расточки цилиндрических и конических поверхностей, подрезки торцов и
сверления отверстий. Применяется для обработки прутков Dmax = 65 мм и штучных заготовок 500 мм.
Основные узлы:
Станина (А), передняя бабка с горизонтальным шпинделем (В), коробка подач (Б), суппорт с салазками и резцедержателем
(Г), револьверный суппорт с шестипозиционной РГ и шестигранным барабаном, на котором располагаются передвижные
упоры ограничивающие длину хода (Д). Длина хода суппорта и салазок также устанавливается при помощи упоров.
Главное движение - вращение шпинделя с заготовкой.
Продольная подача - перемещение суппортов по направляющим станины.
Поперечная подача - перемещение салазок по направляющим суппорта.
Вспомогательные движения - ускоренное перемещение салазок автоматически и вручную.
УКБ главного движения
nдв., мин-1 → nшп., мин-1
52
30

вправо  М 2
М
1
144
43
54
71


1440
 0,985
 nшп
20
23
Б
1
49 41
55
262
25


М
 влево 86 3 43
 
41 51 М 1
46 М 4
УКБ движения подач
1об.шп → S, мм/об
30
58
30 26 62
46
М 5Б 3Б 4 30
1об.шп. Б 2 
30
58
60 62 65
30 46
3
М 6 21    4 12  S прод
30
60
3 42
М 7  48 26  2 10  S попер
30 42
26 18
Sпрод - продольная подача суппорта, мм/об
Sпопер - поперечная подача суппорта, мм/об.
Если вместо блоков Б3 и Б4 включить блоки Б5 и Б6, то будет обеспечиваться продольная подача револьверного
суппорта.
УКБ ускоренных перемещений
1440
3
М П 14 38
27
19 38
М  30 42
   4  12  S
М  36 60
9
ускор
, мм
мин
10
При включении М9 перемещается суппорт, а при включении М10 револьверный суппорт.
Страница 24 из 58
Карусельные и лобовые станки.
Карусельные станки применяют для обработки тяжелых деталей большого диаметра, но сравнительно небольшой
длины. На них можно производить почти все токарные, а при наличии специальных приспособлений также фрезерные и
шлифовальные работы.
Основными параметрами являются наибольший диаметр и высота обрабатываемой заготовки.
Токарно-карусельные станки изготавливают двух типов: одностоечные и двухстоечные . Станки с планшайбой
диаметром до 1600 мм обычно одностоечные, а станки с планшайбой большего диаметра - двухстоечные.
Обрабатываемая заготовка закрепляется на планшайбе вращающейся в горизонтальной плоскости.
В единичном производстве и на ремонтных работах применяют лобовые токарные станки, в которых планшайба
вращается в вертикальной плоскости. Задней бабки станки не имеют.
В обозначении модели последние цифры указывают на номер планшайбы по которому по справочнику определяют
диаметр.
Двухстоечный карусельный станок модели 1553.
Станок предназначен для обточки и расточки цилиндрических, конических и фасонных поверхностей, подрезки
торцов и сверления отверстий в крупногабаритных деталях класса дисков и втулок, высота которых не превышает 1,5 – 2
диаметров. Наибольший диаметр обрабатываемых заготовок Dmax = 2300 мм.
Основные узлы:
Станина (И), вертикальный шпиндель с планшайбой., две стойки (Е,К), траверса (В), портал (Д), боковой суппорт с
салазками и резцедержателем (3), два верхних суппорта: правый (Г) с салазками и пятипозиционной РГ и левый (Б) с
салазками и резцедержателем.
Главное движение - вращение планшайбы с заготовкой.
Вертикальная подача - перемещение бокового суппорта по направляющим стоики и салазок по направляющим верхних
суппортов.
Горизонтальная подача - перемещение верхних суппортов по направляющим траверсы и салазок по направляющим
бокового суппорта
Вспомогательные движения - ускоренное перемещение салазок и суппортов автоматически и вручную, перемещение и
фиксация траверсы, поворот верхнего левого суппорта на требуемый угол для обработки конуса вручную.
УКБ главного движения
nдв., мин-1 → nшп., мин-1
975
283
18
25 23
 0,985  Б 1Б 2  Б 3 Б 6 

475
44
32 154 nпл
УКБ движения подач
Каждый суппорт имеет одинаковые индивидуальные коробки подач
УКБ для верхнего правого суппорта
1об.пл → S, мм/об
30 13 27 13
 10 
S верт
15 32 27 27 53 20
54
13
27
13
М 3 i  30 18
1об.пл.
23 25 27 27 30 34
 S гор
 10
54 18
i - передаточное отношение коробки подач с подвижными блоками и кулачковыми муфтами.
Ускоренные перемещения суппорта и салазкам осуществляются при помощи отдельных асинхронных двигателей
или вручную при помощи маховичков.
Перемещение траверсы также обеспечивается отдельным двигателем через червячные и винтовые передачи.
После перемещения траверса фиксируется при помощи двигателя, червячной и винтовой передачи, системы рычагов. При
помощи червячной передачи 1 - 300 вручную поворачивается левый верхний суппорт.
Назначение, классификация и конструктивные особенности
станков с ЧПУ.
Токарные станки с программным управлением предназначены для наружной и внутренней обработки сложных
заготовок типа тел вращения и для нарезания резьб по программе.
Станки различают по следующим признакам
I. По компановке
1. горизонтальные
2. вертикальные
3. наклонные
П. По расположению оси шпинделя
1. горизонтальные
2. вертикальные
III. По виду выполняемых работ
1. Патронные станки предназначены для обточки, сверления, рассверливания, зенкерования, цекования, нарезания резьбы
Страница 25 из 58
метчиками в осевых отверстиях деталей типа фланцев, крышек и т.д.; возможно нарезание внутренней и наружной резьб по
программе.
2. Центровые станки служат для обработки заготовок типа валов с прямолинейным и криволинейным контурами. На этих
станках можно нарезать резьбу резцом по программе.
3. Патронно-центровые служат для выполнения наружной и внутренней обработки разнообразных сложных заготовок типа
тел вращения и обладают технологическими возможностями токарных центровых и патронных станков.
4. Карусельные - заготовки больших диаметров
5. Прутковые станки и автоматы.
Станки должны обладать повышенной жесткостью и точностью.
Каждый вид передаваемого движения имеет отдельный двигатель. Движения передаются при помощи коротких
кинематических цепей в которых широко используются беззазорные передачи.
Для закрепления инструментов применяются многопознцнонные револьверные головки. Для хранения
инструментов применяются инструментальные магазины. Смена инструментов производится автоматически. Станки
оснащаются контурными системами ЧПУ.
Токарный станок с ЧПУ модели 16К20Ф3.
Станок предназначен для обточки и расточки цилиндрических, конических и фасонных поверхностей, подрезки
торцов, сверления, рассверливания, зенкования, зенкерования, развертывания отверстий, нарезания различных резьб
резцом и метчиком. Станок выпускают на базе станка 16К20. Класс точности станка П.
Наибольший диаметр обрабатываемой заготовки над станиной Dmax = 400 мм, наибольшая длина Lmax = 1000 мм.
Станок оснащают различными устройствами ЧПУ. Модификация станка 16К20ФЗ в зависимости от комплектации
устройств ЧПУ имеют различные индексы.
Например, станок 16К20ФЗС5 работает с устройством Н22-1М, станок 16К20ФЗС18 - с устройством 2У-22.
Система ЧПУ - контурная. Программоноситель-перфолента.
Основные узлы: станина А, передняя бабка с горизонтальным шпинделем Б, задняя бабка В с электроприводом,
суппорт Г с револьверной головкой Д.
Главное движение- вращение шпинделя с заготовкой.
Продольная подача (Z)-перемещение суппорта по направляющим станины.
Поперечная подача (X)- перемещение салазок по направляющим суппорта.
Вспомогательные движения - ускоренные перемещения салазок и суппорта, периодический поворот РГ, перемещение
задней бабки.
УКБ главного движение
nдв.М1, мин-1 → nшп., мин-1
1460
130
204
47 45
 
 0,985   АКС  
 0,985
178
274
47 45 Б 1 nшп
УКБ продольной подачи
nдв.М2, мин-1 → Sпрод, мм/мин
М
2

30
 10  S прод
125
УКБ поперечной подачи
nдв.М3, мин-1 → Sпоп, мм/мин
М
3

24
 5  S поп
100
М2 и М3 – шаговые двигатели, которые обеспечивают бесступенчатое регулирование подач и высокую точность
перемещения.
УКБ поворота РГ
nдв.М5, мин-1 → nРГ., мин-1
1400
20
М 9  1 М 8  nРГ
62
38
Перед началом поворота РГ перемещается в осевом направлении и освобождается от фиксатора, в качестве
которого служит плоскозубчатая муфта М7.
При нарезании резьб необходимо согласовать два движения
1 об/мин → Sпрод = Р мм/об,
где Р- шаг нарезаемой резьбы.
Это согласование обеспечивается датчиком, который связан со шпинделем через беззазорную прямозубую передачу
60/60.
Иногда вместо шаговых двигателей устанавливают двигатели постоянного тока с террнсторным регулированием. В
этом случае точность перемещения обеспечивается ДОС.
Страница 26 из 58
Токарный станок с ЧПУ модели 16К20Т1
Станок предназначен для обточки и расточки цилиндрических, конических и фасонных поверхностей, подрезки
торцов, сверления, рассверливания, зенкования, зенкерования, развертывания отверстий, нарезания различных резьб
резцом и метчиком.
Отличие от станка модели 16К20ФЗ - оснащен оперативной системой ЧПУ, которая расположена на суппорте
станка.
Оперативная система ЧПУ типа электроника НЦ 31 обеспечивает работу станка без программоносителей, имеет
память для хранения нескольких программ. Оператор путем нажатия клавиш набирает нужную программу или вызывает
готовую, заранее записанную, из памяти. Для обеспечения программы в НЦ 31 заложены стандартные циклы обработки и
нарезание резьбы.
Основные узлы: станина А, передняя бабка с горизонтальным шпинделем Б, задняя бабка В с электроприводом,
суппорт Г с револьверной головкой Д.
Главное движение- вращение шпинделя с заготовкой.
Продольная подача (Z)-перемещение суппорта по направляющим станины.
Поперечная подача (X)- перемещение салазок по направляющим суппорта.
Вспомогательные движения - ускоренные перемещения салазок и суппорта, периодический поворот РГ, перемещение
задней бабки.
УКБ главного движение
nдв.М1, мин-1 → nшп., мин-1
1460
182
52 38 60
 0,985  М 2 
226
38 38 48
М 1 37 21 Б 218 30
53 55
72 60
 nшп
УКБ продольной подачи
nдв.М2, мин-1 → Sпрод, мм/мин
М
2

50
 10  S прод
50
УКБ поперечной подачи
nдв.М3, мин-1 → Sпоп, мм/мин
М
3

40
 5  S поп
40
УКБ поворота РГ
nдв.М4, мин-1 → nРГ., мин-1
1440
20
М 3 1 М 4   nРГ
62
34
Перед началом поворота РГ перемещается в осевом направлении и освобождается от фиксатора, в качестве
которого служит плоскозубчатая муфта М5.
Токарный станок модели 1А734Ф3.
Это полуавтомат с ЧПУ предназначен для черновой и чистовой обработки наружных и внутренних
поверхностей заготовок типа дисков, чашек, зубчатых колес и др. На станке выполняются операции: точение,
растачивание, подрезка торцов, обработка канавок, нарезание резьбы. Класс точности станка П.
Наибольший диаметр обрабатываемой заготовки до суппорта 320 мм; наибольшая высота -200 мм; число
инструментов 8.
Основные механизмы и движения в станке.
Станок имеет вертикальную компоновку, которая значительно повышает его технические и эксплуатационные
возможности, обеспечивает быструю переналадку на новую заготовку.
На основании А станка установлены стоики Б, по направляющим которых перемещаются два суппорта В. Каждый
суппорт имеет программируемое перемещение по осям X и Z. Заготовка зажимается в патроне Г и получает главное
вращательное движение. На суппорте установлены револьверные головки Д для четырех инструментов каждая.
Главное движение - вращение шпинделя с заготовкой. Вращение производится от двигателя постоянного тока с
двухзонным регулированием от терристорного преобразователя. Нижний диапазон 100 - 1000 мин -1; верхний - 1000 2500 мин-1
УКБ главного движения
nдв.М1, мин-1 → nшп., мин-1
1000
224
25
 0,985 Б 1  nшп
315
35
Страница 27 из 58
Переключение блока Б1 позволяет получить 29 частот вращения. Зажим заготовки осуществляется
гндроцнлнндром Ц2. Круговой фотоимпульсный преобразователь Др обеспечивает соответствие между подачей
режущего инструмента при нарезании резьбы и скоростью вращения шпинделя. Он же служит для контроля скорости
вращения шпинделя. Блок Б1 переключается гндроцнлнндром Ц1.
Вертикальная подача (Z) -перемещение суппортов по направляющим стойки.
Перемещения осуществляются от высокомоментных двигателей М4 и М5 через полужесткую дисковую муфту.
Горизонтальная подача (X) - перемещение салазок по направляющим суппорта. Осуществляется от двигателей М2 и
МЗ.
УКБ горизонтальной подачи.
nдв.М2, М3, мин-1 → Sгор, мм/мин
n
дв

85
 10  S гор
170
Револьверная головка предназначена для закрепления инструментальных державок со стандартной
базирующей призмой «ласточкин хвост». РГ самодействующая, все движения обеспечиваются гидросистемой станка.
Фиксация головки осуществляется полумуфтами точного индексирования с круговым зубом.
Стружкоудаление производится двумя винтовыми конвейерами от двигателя М6 через зубчатые колеса 23/47
47/47. Предусмотрен реверс для их очистки.
Устройство ЧПУ типа 2С85. Устройство контурное с линейно-круговой интерполяцией обеспечивает
независимое управление по четырем координатам. По программе происходит перемещение двух суппортов по двум
взаимноперпендикулярным осям, автоматическое изменение режимов резания, смена инструментов. Программоноситель
8-ми дорожковая перфолента. Дискретность отсчета по осям координат X - 0,005 мм; Z - 0,01 мм.
Токарный карусельный станок модели 1512Ф3.
Станок предназначен для токарной обработки деталей сложной конфигурации, на нем можно производить
обтачивание и растачивание поверхностей с криволинейными и прямолинейными образующими; сверление,
зенкерование и развертывание центральных отверстий; прорезание кольцевых канавок; нарезание различных резьб
резцами. Наибольший диаметр обрабатываемой заготовки Dmax = 1250 мм, высота Нmах = 1000 мм. Класс точности
станка Н.
Основные узлы: станина Б, вертикальный шпиндель с планшайбой Д, стойка А, траверса В, суппорт Г, салазки Е,
пятипозиционная револьверная головка Ж.
Главное движение - вращение планшайбы с заготовкой.
Вертикальная подача (Z) -перемещение салазок по направляющим суппорта.
Горизонтальная подача (X) - перемещение суппорта по направляющим траверсы.
Вспомогательные движения - ускоренное
перемещение
суппорта и салазок, периодический поворот РГ,
перемещение и фиксация траверсы.
УКБ главного движения.
nдв.М1, мин-1 → nшп., мин-1
1460
230
40 28 25
 0,985   АКС   i 

266
50 28 125 nдв
АКС - автоматическая коробка скоростей обеспечивает управление по программе 12-тью скоростями.
i - передаточное отношение планетарного механизма, расширяющего диапазон регулирования скор остей в 2 раза.
При вращении планшайбы через ряд зубчатых колес движение передается датчику обратной связи (ДОС). Он
служит для нарезания резьбы, а также для выключения станка при произвольном изменении скоростей.
УКБ горизонтальной подачи
nдв.М2, мин-1 → Sгор, мм/мин
1000
52
10  S гор
104
УКБ вертикальной подачи
nдв.М3, мин-1 → Sверт, мм/мин
1000
43 30 32 44
10  S в ерт
40 48 44 44
М2 и М3 – высокомоментные двигатели.
Точность перемещений обеспечивается ДОС.
УКБ поворота РГ
nдв.М4, мин-1 → nРГ., мин-1
1350
18 34
М 12 1 18  nРГ
34 45
25 72
УКБ перемещения траверсы
nдв.М5, мин-1 → Sтр, мм/мин
Страница 28 из 58
900  М 11 
2
 8  S тр
34
М11 - зубчатая муфта, которая служит для устранения перекоса. Фиксация траверсы производится при помощи силового
цилиндра Ц1 через реечную передачу и систему рычагов.
Устройство ЧПУ типа Н55-2 обеспечивает автоматическое управление по заданной программе вертикальным
суппортом и приводом главного движения. Программа записывается на 8-ми дорожковой перфоленте. Дискретность
отсчета по осям X и Z равна 0,01 мм.
Токарный центровой полуавтомат с ЧПУ модели 1Б732Ф3
Предназначен для токарной обработки валов сложной конфигурации в условиях мелкосерийного и единичного
производства. Большая мощность и жесткость станка позволяет обрабатывать заготовки с большими припусками. На
станке производят обточку цилиндрических, конических, сферических поверхностей, подрезку торцов, прорезку
различных канавок, нарезание резьбы и другие токарные работы, которые могут быть выполнены с высокой степенью
точности и малой шероховатостью обработанных поверхностей. Класс точности станка Н.
Основные механизмы и движения в станке
Станок имеет вертикально-наклонную компоновку. Литое корыто А служит основанием станка. Направляющие
чугунной станины В и опорная поверхность под шпиндельную бабку Г расположены под углом 15° от вертикали. В
станину встроена автоматическая коробка скоростей Б. Суппорт Д расположен на верхних направляющих станины, а
задняя бабка Ж на ее нижних направляющих. В центрах передней и задней бабок устанавливают заготовку. Суппорт
состоит из продольной и поперечной кареток. На поперечной каретке закреплена РГ Е. В корыте расположен конвейер
стружки 3. Для поддержания длинных и тяжелых деталей устанавливают люнет И.
Главное движение - вращение шпинделя с заготовкой.
Продольная подача - перемещение продольной каретки по направляющим станины.
Поперечная подача - перемещение поперечной каретки по направляющим продольной каретки.
УКБ главного движения
nдв.М1, мин-1 → nшп., мин-1
1460
236
24
 0,985   АКС  Б 1  nшп
330
61
Шпиндель имеет 18 значений частот вращений.
Передача 70/37 приводит во вращение реле контроля скорости (РКС), которое предназначено для блокировки работы
станка, если во время обработки вдруг перестанет вращаться шпиндель. Датчик нарезания резьбы Др связан со
шпиндельным валом через передачу 70/70.
УКБ продольной подачи
nдв.М2, мин-1 → Sпрод, мм/мин
М
2

24
 10  S прод
100
УКБ поперечной подачи
nдв.М3, мин-1 → Sпоп, мм/мин
М
3

24
 10  S поп
200
Поперечная и продольная подачи получают перемещения от шаговых двигателей с гидроусилителем.
РГ имеет шесть позиций для установки резцовых блоков и резцов.. Гидроцилиндр Щ служит для зажима РГ, а
Ц2 - для ее поворота.
Задняя бабка перемещается в заданное положение колесом Z=17, закрепленным на задней бабке, и рейкой m=3
мм, установленной вдоль направляющих станины.
Пиноль перемещается от гидроцилиндра ЦЗ.
Винтовой конвейер выполнен в виде двух винтов, которые винтовой спиралью выносят стружку за пределы
станка.
Люнет служит для поддержания заготовок диаметром 40-150 мм.
Токарные автоматы и полуавтоматы
Применяются в крупносерийном и массовом производстве. Обработка ведется параллельно или последовательно
различными режущими инструментами в одной или нескольких рабочих позициях.
Автомат - станок, в котором автоматизированы основные и вспомогательные движения, включая загрузку и
выгрузку, необходимую для последующей обработки большого количества заготовок.
Полуавтомат - станок, в котором автоматизированы основные и вспомогательные движения, необходимые для
обработки заготовки. Снятие готовой детали и установку новой, а также контроль ее размеров осуществляет оператор.
Токарные автоматы и полуавтоматы разделяются по различным признакам:
I. По виду заготовки на
1. патронные
2. прутковые
Страница 29 из 58
П. По назначению на
1. универсальные
2. специализированные
III.
По расположению шпинделей
1. горизонтальные
2. вертикальные
IV.
По числу шпинделей
1. одношпнндельные
2. многошпнндельные
Для автоматического управления циклом обработки на автоматах и полуавтоматах имеется распределительный
вал с закрепленными на нем кулачками, через систему рычагов управляющими отдельными механизмами станка. За
один оборот распределительного вала обычно изготавливается одна деталь, т.е. выполняется весь цикл обработки.
В одношпиндельных станках обработка ведется в одной позиции, а в многошпиндельных -последовательно в
разных позициях.
Станки сверлильно-расточной группы.
Сверлильные станки применяются для сверления, зенкерования, зенкования, цекования, развертывания
отверстий, нарезания резьб. Основными параметрами являются наибольший условный диаметр получаемого отверстия в
стальных деталях, размер конуса шпинделя и др.
Сверлильные станки подразделяются на:
1.
Настолько-сверлильные
применяются
для
обработки
отверстий
небольших
диаметров, мелких заготовок.
2.
Вертикально-сверлильные
применяются
для
обработки
отверстий
средней
величины
деталей.
Соосность
обрабатываемого
отверстия
достигается
за
счет
перемещения детален.
3.
Радиально-сверлильные
применяются
для
обработки
корпусных
деталей.
Соосность достигается за счет перемещения инструмента.
4.
Горизонтально-сверлильные
применяются
для
глубокого
сверления.
Характерный
параметр
наибольший
диаметр
обрабатываемого
отверстия.
Станки
имеют один шпиндель.
5.
Многошпиндельные
с
постоянным
расположением
шпинделей
и
с
переставными
шпинделями. Применяются в крупносерийном и массовом производстве.
Главным движением является вращение шпинделя с инструментом, а движением подачи - вертикальное
перемещение шпинделя.
Расточные станки выполняют все операции свойственные сверлильным станкам, кроме этого можно
растачивать отверстия больших диаметров, фрезеровать поверхности и пазы, подрезать торцы резцами, нарезать резьбы
резцами.
Станки делятся наследующие типы:
1.
Горизонтально-расточные
применяются
для
обработки
корпусных
деталей.
Выполняют все вышеперечисленные операции.
2.
Координатно-расточные
применяются
для
обработки
деталей
с
высокой
точностью взаимного расположения отверстий.
3. Алмазно-расточные применяются для финишной обработки отверстий, обеспечивают малую шероховатость
поверхности и высокую точность геометрической формы отверстий.
Характерными параметрами являются диаметр расточного шпинделя. Длина вылета шпинделя, габариты
рабочей поверхности стола.
Вертикально-сверлильный станок модели 2Н135.
Станок предназначен для сверления, рассверливания, зенкерования, зенкования, развертывания, нарезания
резьбы машинными метчиками у деталей в единичном и мелкосерийном производстве. Наибольший диаметр
получаемого отверстия Dmax = 35 мм.
Основные узлы. На основании А установлена стойка Б, по вертикальным направляющим которой перемещается стол
В. В сверлильной головке Г расположены коробки скоростей и подач, сообщающие главное движение и движение подач
шпинделю с инструментом.
Главное движение - вращение шпинделя с инструментом.
Вертикальная подача - перемещение шпинделя с инструментом.
Вспомогательные движения - ускоренный подвод и отвод шпинделя, перемещение шпиндельной бабки и
стола вручную.
Соосность обрабатываемого отверстия достигается за счет перемещения заготовки.
Обрабатываемая заготовка может зажиматься в тисках, в двух-, трех-, четырехкулачковом патроне.
Приспособлением для крепления инструмента являются переходные втулки, воротки, центровочные патроны.
УКБ главного движения
Страница 30 из 58
nдв., мин-1 → nшп., мин-1
1450
30
    
44 Б 1 Б 2 Б 3 nшп
УКБ вертикальной подачи
1 об.шп. → Sверт, мм/об
1об.шп.
34 19
Б 4 Б 5М П  1    3 13  S верт
60 54
60
При помощи рукояток Р1 и Р2 вручную можно перемещать шпиндельную бабку и стол. При помощи штурвала
Ш при включении муфты М1 обеспечивается ускоренный подвод и отвод шпинделя.
Радиально сверлильный станок модели 2В56.
Станок предназначен для сверления, зенкерования и развертывания отверстий и для нарезания резьб в изделиях
крупных и средних размеров значительного веса в условиях индивидуального и серийного производства. Наибольший
диаметр сверления Dmax = 50 мм.
Основные узлы: основание А, неподвижная колонна Б, механизм зажима поворотной колонны В, полая поворотная
колонна Г, механизм подъема, опускания и зажима траверсы Д, траверса Е, шпиндельная бабка с коробкой скоростей и
коробкой подач Ж, приставной стол З.
Главное движение - вращение шпинделя с инструментом. Обеспечивается асинхронным двигателем через ряд зубчатых
колес.
Вертикальная подача - перемещение шпинделя с инструментом в вертикальном направлении.
Вспомогательные движения – ручное горизонтальное перемещение шпиндельной бабки по траверсе; механическое
вертикальное перемещение траверсы по поворотной колонне и зажим траверсы на поворотной колонне; ручной поворот
траверсы с колонной и механическое закрепление поворотной колонны.
Для сверления несквозных отверстий станок снабжен механизмом автоматического выключения подачи по
достижении требуемой глубины сверления.
Подъем и опускание траверсы осуществляется самостоятельным электродвигателем, приводящим в движение
специальный механизм, смонтированный в траверсе. Зажим траверсы на поворотной колонне происходит автоматически
после прекращения подъема или опускания траверсы.
Соосность обрабатываемого отверстия достигается за счет перемещения инструмента.
Приспособлением для крепления инструмента являются переходные втулки, воротки, центровочные патроны.
Для комплексного сверления отверстий применяются кондукторные приспособления. Заготовка зажимается при помощи
различных прихватов, упоров, универсально-сборного приспособления.
УКБ главного движения
nдв., мин-1 → nшп., мин-1
1440
31
Б1 А Б 2 Б 3  nшп
49
В
УКБ вертикальной подачи
1 об.шп. → Sверт, мм/об
1об.шп.
31
Б 4 Б 5 22 1    3 13  S в ерт
41
55 60
Горизонтально-расточной станок модели 2620А.
Станок предназначен для сверления, растачивания, зенкерования, развертывания и зенкования отверстий,
подрезания торцов радиальным суппортом, фрезерования плоскостей торцовыми фрезами, фрезерования пазов
хвостовыми фрезами и для нарезания внутренних резьб расточным шпинделем в условиях индивидуального и серийного
производства. Обрабатываются корпусные детали весом до 2000 кг.
Основные узлы: станина В, неподвижная стойка К, шпиндельная бабка И, планшайба Ж, суппорт с
резцедержателем 3, подвижная стойка А, люнет Б, продольные салазки Г, поперечные салазки Д, поворотный стол Е.
Главное движение - вращение шпинделя и планшайбы с инструментом.
Осевая подача - перемещение шпинделя по оси Z
Вертикальная подача - перемещение шпиндельной бабки по направляющим неподвижной стойки.
Радиальная подача - перемещение суппорта по направляющим планшайбы.
Продольная подача - перемещение продольных салазок по направляющим станины.
Поперечная подача - перемещение поперечных салазок по направляющим продольных салазок.
Вспомогательные движения - перемещение рабочих органов ускоренно автоматически и вручную, поворот стола
автоматически и вручную, перемещение подвижной стойки вручную.
Страница 31 из 58
УКБ главного движения
nшп
1
 , мин
nпл
1440
М 1 21
92
30
Б1Б 2 
86
47
М 2 
2890
41
n , мин
1
дв
n
пл
n
шп
Шпиндель и планшайба вращаются независимо друг от друга.
УКБ движения подачи
nдв., мин-1 → S, мм/мин
Осевая подача
n
дв
n
дв
16
М П  45 4 М 5 35 21 40  3  20  S осев
77
36 29
37 48 35
16
М П М 6  42 15  2  8  S в ерт
77
40 80
Вертикальная подача
Радиальная подача
16
45 4
64
35 100 17
nдв 77 М П  36 29 М 3 50  iпл 100 23 17  16  S рад
i - передаточное отношение планетарного механизма.
Продольная подача
n
дв
16
М П М 7  36 16  2 10  S прод
77
65 40
16
22 34 22
nдв 77 М П М 8 34 37 33  8  S поп
Поперечная подача
Требуемые величины подач устанавливают за счет регулирования частоты вращения двигателя.
УКБ осевой подачи при нарезании резьб
1 об.шп. → Р, мм/об
1об.шп
86 67 a c 18 4
М 5 35 21 40  3  20  Р
30 94 b d 36 29
37 48 35
Ускоренные движения обеспечиваются по тем же кинематическим цепям что и рабочие подачи, только
двигатель сообщает максимальную частоту вращения.
Вручную перемещение обеспечивается при помощи рукояток:
Р3 - шпиндельная бабка
Р4 - продольные салазки
Р5 - поперечные салазки
Р6 - поворот стола
Р7 - подвижная стойка
Р8 - люнет.
Назначение, классификация и конструктивные особенности сверлильных и расточных станков с ЧПУ
Применяются для обработки отверстий в различных типах деталей. На этих станках возможна комплексная
сверлильно-фрезерно-расточная обработка заготовок различной конфигурации и степени точности.
Станки этой группы имеют следующие особенности и достоинства:
Страница 32 из 58
1. Повышенную мощность и жесткость.
2.
Обеспечивается
высокая
точность
обработки
без
применения
кондукторных
приспособлений и без разметки.
В настоящее время имеется большое количество станков с ЧПУ сверлильно-расточной группы:
а)
сверлильные станки бывают горизонтальные и вертикальные; однопшиндельные и шгогонппшдельные; с
ручной
сменой
инструмента,
с
револьверными
головками,
с
инструментальным магазином.
б)
расточные
станки
бывают
вертикальные
и
горизонтальные;
нормальной
точности
и
высокоточные; многооперационные для комплексной фрезерно-сверлилъно-расточной обработки деталей сложной
конфигурации.
Сверлильные станки первого поколения изготавливались на базе вертикально-сверлильных станков моделей
2Н1 18 и 2Н135.
В настоящее время используются станки с высокой степенью автоматизации моделей 2Р1 18Ф2, 2Р135Ф2.
Расточные станки первого поколения были одноинструментальными, поэтому автоматизация обработки была
неполной (станок модели 2А620Ф2).
В настоящее время используют расточные станки с инструментальным магазином. Использование таких станков
позволяет повысить производительность в 3-4 раза,
Компоновка и внешний вид сверлильно-расточных станков с ЧПУ почти не изменился по сравнению с
обычными станками.
Отличительным свойством станков с ЧПУ является повышенная жесткость и точность. Большинство станков
имеют точность позиционирования ± 0,025 - 0,05 мм.
Сверлильные станки оснащают крестовыми столами, которые устанавливают на направляющих качения.
Движение им сообщается шариковыми винтовыми механизмами. Станки имеют автоматическое регулирование
скоростей движения резания
Важной конструктивной особенностью расточных станков с ЧПУ является наличие поворотного стола.
Вертикально-сверлильный станок с ЧПУ модели 2Р135Ф2
Станок предназначен для сверления, зенкерования, развертывания, нарезания резьбы, легкого прямолинейного
фрезерования деталей из чугуна, стали и цветных металлов в условиях мелкосерийного и серийного производства.
Наибольший диаметр обрабатываемых деталей Dmax = 35 мм. Револьверная головка с автоматической сменой
инструмента и крестовый стол с программным управлением позволяют производить координатную обработку деталей
типа крышек, фланцев и т.д. без предварительной разметки и применения кондукторов. Оснащен прямоугольной
позиционной системой ЧПУ. Программоноситель - перфолента. Класс точности станка П.
Основные узлы. На основании А установлена колонна В, по вертикальным направляющим которой
перемещается суппорт Г с револьверной головкой Д. На колонне закреплены коробка скоростей, передающая главное
движение шпинделю, и коробка подач суппорта Г. Крестовый суппорт Б, состоящий из стола и салазок, совершает два
взаимноперпендикулярных движения подачи от редукторов Е.
Главное движение - вращение шпинделя с инструментом.
Вертикальная подача (Z) - перемещение суппорта по направляющим стойки.
Поперечная подача (Y/) - перемещение салазок по направляющим станины.
Продольная подача (Х/) - перемещение стола по направляющим салазок.
Вспомогательные движения - ускоренное перемещение суппорта, периодический поворот
РГ,
точные
ускоренные перемещения стола и салазок (движение позиционирования).
УКБ главного движения
nдв.М1, мин-1 → nшп., мин-1
1000   АКС  
21 37 31 49 47

21 42 49 47 35 nшп
АКС - обеспечивает по программе 12 скоростей за счет различных сочетаний включения электромагнитных муфт.
Движение подач обеспечивается при помощи отдельных асинхронных двигателей через АКС с фрикционными
муфтами.
М2 - вертикальная подача
М4 - поперечная подача
М5 - продольная подача
Точность перемещения обеспечивается ДОС.
УКБ поворота РГ
nдв.М3, мин-1 → nРГ., мин-1
1500 
52 18
М 8 1 16  nРГ
17 52
28 58
УКБ выпресовки инструмента
18
1 21
1500  М 10
Э3
52
28 21
Страница 33 из 58
УКБ смазывания револьверного суппорта
18 52
1500 
Э2
52 75
Горизонтально расточной станок с ЧПУ модели 2А620Ф2.
Станок предназначен для консольной обработки крупных заготовок. На станке можно сверлить, зенкеровать,
растачивать и развертывать точные отверстия, фрезеровать и нарезать резьбу метчиками. Обрабатываются корпусные
детали весом до 2000 кг.
Основные узлы: станина В, неподвижная стойка К, шпиндельная бабка И, планшайба Б, суппорт с
резцедержателем А, продольные салазки Г, поперечные салазки Д, поворотный стол Е.
Назначение, основные узлы и кинематика аналогичны станку модели 2620А.
Отличия: отсутствует подвижная стойка с люнетом. Оснащен позиционно-прямоугольной системой ЧПУ (Ф2).
Главное движение обеспечивается
асинхронным
двигателем
М1.
Осевая, радиальная, вертикальная и
продольная подачи обеспечиваются от двигателя постоянного тока М2, а поперечная и круговая подачи от двигателя
МЗ. Точность перемещения обеспечивается ДОС. Осевая подача (Z)- перемещение шпинделя.
Поперечная подача (X/) - перемещение поперечных салазок по направляющим продольных салазок.
Вертикальная подача (Y) - перемещение шпиндельной бабки по направляющим неподвижной стойки.
Круговая подача (В/)- вращение стола с заготовкой.
Радиальная подача (В)- перемещение суппорта по направляющим планшайбы.
Продольная подача (W/) - перемещение продольных салазок по направляющим станины.
Фрезерные станки
Применяются для обработки плоскостей, уступов, пазов, нарезания зубчатых колес методом копирования,
винтовых канавок, отрезки заготовок. Режущий инструмент - фрезы различных типов.
Станки делятся на следующие типы:
1.
Бесконсольно-фрезерные - применяются для высокопористой, черновой и чистовой обработки. Шпиндель,
как правило, вертикальный. Стол перемещается в горизонтальной плоскости в двух взаимно перпендикулярных
направлениях. Обладают высокой жесткостью.
2.
Консольно-фрезерные - применяются для обработки мелких, средних заготовок. Стол вращается в трех
взаимно перпендикулярных направлениях. Обладают невысокой жесткостью и делятся на следующие типы:
а)
вертикально-фрезерные. Шпиндель расположен вертикально и его можно перемещать вдоль оси и
поворачивать горизонтально.
б)
горизонтально-фрезерные. Шпиндель расположен горизонтально.
в)
универсально-фрезерные. Отличаются от горизонтальных наличием поворотной плиты, при помощи
которой стол можно поворачивать вокруг вертикальной оси.
г)
широко-универсальные. Отличаются от универсальных дополнительным вертикальным шпинделем, который
можно устанавливать под требуемым углом к заготовке. Дополнительный шпиндель может быть постоянный или
сменным.
3.
Продольно-фрезерные - применяются для обработки корпусных деталей. По конструкции
делятся
на
одностоечные и двухстоечные. Обработка ведется одновременно с обоих сторон.
4.
Специализированные - применяются для выполнения конкретной операции (фрезерно-центровальные,
шпоночно-фрезерные).
Характерным параметром является габариты рабочей поверхности стола. В обозначении модели последние одна
или две цифры указывают на номер стола.
Горизонтально фрезерный станок модели 6Р80Г.
Станок предназначен для фрезерования различных деталей из стали, чугуна и цветных металлов сравнительно
небольших размеров. Обработка деталей осуществляется цилиндрическими, дисковыми, фасонными, угловыми,
модульными и торцовыми фрезами как встречным, так и попутным фрезерованием. Станок используется в условиях
индивидуального и серийного производства. При наличии делительной головки можно фрезеровать прямозубые
шестерни, рейки и канавки. По справочнику стол на 200 х 800мм.
Основные узлы: основание А, станина Б, консоль В, поперечные салазки, поворотная плита Д, стол Г, горизонтальный
шпиндель Ж, хобот З, проушина (серьга) Е.
Главное движение - вращение шпинделя с фрезой.
Вертикальная подача - перемещение консоли по направляющим станины.
Поперечная подача - перемещение салазок по направляющим консоли.
Продольная подача - перемещение стола по направляющим поворотной плиты.
Вспомогательные движения - ускоренное перемещение консоли, салазок и стола автоматически и вручную, поворот
плиты.
УКБ главного движения.
nдв.М1, мин-1 → nшп., мин-1
Страница 34 из 58
1425 
100
24
 0,985  Б 1Б 2 Б 3

189
96 nшп
75
41
УКБ движения подач
nдв.М2, мин-1 → S, мм/мин
1370 
26 36
Б 4 Б 5 18 30 60 М 0 М П  37  S , мм мин
67 60
72 60 60
44
Движения под развертывание
Вертикальная подача
М влево
М вправо 48 35 39
5
5
25 29
 6  S в ерт
50 36
52 39 32
48 38
 влево
52 54 М 6
Поперечная подача
М вправо 35
50
6
 6  S попер
Продольная подача
48 17 28
  6  S прод
52 24 28 М 4
УКБ ускоренных перемещений
26 36 60
   
1370 
67 60 30 М 3 М 0 М П - а далее в зависимости от включения муфт (М5), (М4), (М6) ускоренно
будут перемещаться консоль, салазки или стол.
При помощи рукоятки Р вручную можно перемещать консоль, а при помощи маховичков Мх2 и МХ1 салазки и
стол.
Фрезерные станки с ЧПУ.
Фрезерные станки с ЧПУ предназначены для фрезерования поверхностей крышек, планок. Рычагов. Корпусов и
кронштейнов простой конфигурации. Контуров сложной конфигурации типа кулачков, шаблонов, поверхностей
корпусных деталей с нескольких сторон и под различными углами с фрезерованием отверстий больших диаметров и
других поверхностей.
Конструктивное разнообразие фрезерных станков с ЧПУ вызвано необходимостью обработки самых
разнообразных деталей различными инструментами: цилиндрическими, концевыми, фасонными фрезами, расточными
резцами, зенкерами, развертками. Из этого следует, что стирается грань между станками фрезерной и сверлильнорасточной групп.
В связи с расширением круга работ фрезерные станки часто оснащают поворотными головками или
инструментальными магазинами.
Изготавливают следующие основные типы станков:
1 Бесконсольные с крестовым столом
2 Консольно-фрезерные
3 Продольно-фрезерные.
Станки выполняют с вертикальным расположением шпинделя для односторонней обработки и горизонтальным
расположением шпинделя для многосторонней обработки.
Значительно повысилась жесткость и точность фрезерных станков с ЧПУ.
Корпусные детали выполняют ребристыми. Станины могут воспринимать большие статические и динамические
нагрузки. В станках устанавливают высокопрецизионные ходовые винты. Для тяжелых станков применяют
направляющие качения. Обработку можно вести попутным и встречным фрезерованием с одинаковой точностью, так
как в коробке подач предусмотрено устройство для выбора зазоров.
Станки консольной компоновки с РГ и без нее с шириной стола от 200 - 400 мм применяются для обработки
заготовок сравнительно небольших размеров. Станки изготавливают класса точности Н и П. В приводе подач
используют шаговые двигатели и двигатели постоянного тока.
Продольно-фрезерные станки с ЧПУ изготавливают с базовой шириной стола 400 х 500 мм одностоечные с
горизонтальной или вертикальной ползунковой бабкой на неподвижной или подвижной поперечине с различным числом
бабок. Бабки оснащают комплектом быстросменных или автоматически сменных навесных головок, что позволяет без
Страница 35 из 58
перезакрепления производить комплексную фрезерно-сверлильно-расточную обработку.
В группе фрезерных станков применяют самые различные системы ЧПУ:
1 Контурные (незамкнутые, замкнутые)
2
Комбинированные.
Позволяющие
производить
как
контурную
позиционирование.
3 Прямоугольные для обработки простых контуров.
обработку,
так
и
Вертикально фрезерный станок с ЧПУ модели 6Р13РФ3.
Предназначен для обработки заготовок сложного профиля в условиях единичного и мелкосерийного
производства торцовыми и концевыми фрезами, сверлами, зенкерами и развертками. Наибольший диаметр
инструментов: фрезы торцовой 125 мм, фрезы концевой 40 мм, сверла 30 мм. Класс точности Н.
Основные
механизмы:
станина А,
шпиндели,
установленные
в шестипозиционной
револьверной головке Г, консоль Б, поперечные салазки В, стол Д. Коробка скоростей смонтирована в корпусе
станины. Механизмы поперечной и вертикальной подач расположены в корпусе консоли, а продольной подачи - в
салазках.
Главное движение - вращение шпинделя с инструментом.
Вертикальная подача (Z/) - перемещение консоли по направляющим станины.
Поперечная подача (Y/) - перемещение салазок по направляющим консоли.
Продольная подача (Х/) - перемещение стола по направляющим салазок.
Вспомогательные движения - периодический поворот РГ обеспечивается при помощи гидродвигателя М2 через
зубчатые передачи и мальтийский механизм. Подачи обеспечиваются при помощи шаговых двигателей МЗ (X/), М4 (Z/),
М5 (Y/). Главное движение обеспечивается двигателем постоянного тока.
УКБ главного движения
nдв.М1, мин-1 → nшп., мин-1
n
дв
27 22
Б1Б 2  34 22 20  nшп
53 32
34 22 20
УКБ вертикальной подачи
nдв.М4, мин-1 → S, мм/мин
n
дв
27 39
 8  S в ерт
54 65
УКБ продольной подачи
nдв.М3, мин-1 → S, мм/мин
n
дв
20 21
 8  S прод
40 35
УКБ поперечной подачи
nдв.М5, мин-1 → S, мм/мин
n
дв
27 26
 8  S поп
45 52
УКБ поворота револьверной головки
nдв.М2, мин-1 → nшп., мин-1
n
дв
18 18
 мальтийский механизм  nРГ
90 72
Вертикально фрезерный станок с ЧПУ модели 6520Ф3.
Станок предназначен для обработки поверхностей торцовыми, концевыми, угловыми и фасонными фрезами,
сверлами и зенкерами. На станке обрабатывают детали типа штампов, пресс-форм, кулачков, копиров, применяемых в
мелкосерийном производстве. Размер рабочей поверхности стола 250 х 630 мм.
Основные узлы. Основание 5 станка имеет коробчатую форму с перегородками и ребрами жесткости.
Внутренняя полость станка используется как резервуар для охлаждающей жидкости. На основании станка жестко
крепится стойка 9, которая имеет также как и основание 5 коробчатую форму и ребра жесткости. По прямоугольным
направляющим основания 5 перемещается по координате Y салазки 7. Стол 8 монтируется на салазках 7 и перемещается
по направляющим типа ласточкин хвост по координате X. Салазки 7 и стол 8 вместе называют крестовым столом. По
направляющим стойки перемещается по координате Z шпиндельная (фрезерная) бабка 2. Коробка скоростей 1
размещена на стойке 9 станка, которая обеспечивает главное движение. Для обеспечения СОЖ имеется система
охлаждения 6. Для перемещения стола, салазок и фрезерной головки применен гидравлический привод с гидростанцией
4.
Страница 36 из 58
1 - коробка скоростей;
2 - шпиндельная бабка; 3 - СЧПУ станка;
4 - гидростанция;
5 - основание;
6 - система СОЖ;
7 - салазки;
8 - стол;
9 - стойка станка;
10 – пульт управления
Рисунок 1 — Общий вид станка 6520ФЗ
Главное движение - вращение шпинделя с инструментом.
Вертикальная подача - перемещение шпиндельной головки в вертикальном направлении.
Поперечная подача - перемещение салазок со столом в поперечном направлении.
Продольная подача - перемещение стола по направляющим салазок.
Вспомогательные движения - ускоренные перемещения стола. Салазок и шпиндельной головки, зажим и
отжим шпиндельной головки.
Торможение шпинделя осуществляется тормозной электромагнитной муфтой. Зажим инструмента в шпинделе
происходит с помощью тарельчатых пружин, разжим гидравлический.
Для повышения жесткости при фрезеровании и предотвращения самопроизвольного перемещения бабки при
выключенной гидростанции имеется механизм зажима шпиндельной бабки.
Устройство ЧПУ - НЗЗ-1М предназначено для управления приводами станка по трем координатам. Все
приводы с шаговой системой управления.
Тип системы ЧПУ - контурная.
Вид интерполяции - линейно-круговая.
Способ кодирования - ISO-7 bit
Программоноситель - перфолента.
Скорость считывания информации - 700 строк в секунду.
Количество управляемых координат 3 (одновременно 2).
Делительные головки (ДГ).
ДГ являются приспособлением широкого применения для обработки заготовок на фрезерном станке. При
помощи ДГ можно закрепить заготовку под требуемым углом и разделить ее на равные части.
ДГ делятся на следующие типы:
1 Делительные приспособления - применяются для деления заготовок на небольшое конкретное число частей.
2 Универсальные ДГ (УДГ) - применяются для закрепления заготовок под требуемым углом, деление на равные части,
фрезерование винтовых канавок.
3 Оптические ДГ (ОДГ) - применяются для выполнения особо точных работ и для контроля.
Страница 37 из 58
Настройка УДГ.
Закрепить заготовку под требуемым углом можно за счет поворота корпуса УДГ. Деление заготовки на равное и
не равное количество частей можно производить тремя способами: при помощи непосредственного, простого и
дифференциального деления.
Непосредственное деление производится при помощи диска, жестко закрепленного на шпинделе УДГ. Диск
имеет некоторое количество отверстий, при помощи которых ведется отсчет. Точность невысокая.
Простое деление производится рукояткой через ряд кинематических пар. Требуемое количество оборотов
рукоятки зависит от числа делений, на которое нужно разделить заготовку и подсчитывается по делительному диску. На
делительном диске имеется ряд концентрических окружностей с отверстиями.
Пример. Настроить УДГ по следующим данным: N=40; Z=27
n
N 40
13
26

1 1
Z 27
27
54
Ответ: Рукоятку поворачиваем на 1 полный оборот и на 26 интервалов по окружности, имеющей 54 отверстия.
Если УДГ нельзя настроить на простое деление, т.е. нет диска с требуемым количеством отверстий, УДГ
настраивают на дифференциальное деление.
Выбирают фиктивное значение ZФ близкое к требуемому Z при котором УДГ можно настроить на простое
деление. Ошибку исправляют при помощи гитары сменных колес, которые связывают шпиндель УДГ и ее делительный
диск. Диск освобождается от фиксатора
Для вывода формулы запишем УКБ
N
1
об
n рук 
Z
ZФ
N
1 1ac
1
1 
 1  1  1   1об.шпинделя
N
Z
b
d
N
ZФ
n

рук
Выражение
N
Z
Ф
 1
1
N
соответствует основному повороту шпинделя от рукоятки,
1 ac
1
1 1 1 
Z bd
N дополнительному повороту (повороту лимба).
а выражение
Решая уравнение получим:
ac
N
  Z

b d ZФ ZФ
Пример: Настроить УДГ по следующим данным: Z=71; N = 40.
Решение: 1. Настраиваем УДГ на простое деление
n
N 40

Z 71
2. Настраиваем УДГ на дифференциальное деление.
n
N
Z

40 10 5 6 30

  
72 18 9 6 54
Ф
Zф = 72
Рукоятку необходимо повернуть на 30 интервалов по окружности, имеющей 54 отверстия. Шпиндель УДГ повернется на
1/72 оборота. Нам нужно, чтобы повернулся на 1/71. Ошибку исправляем при помощи гитары сменных колес.
ac
N
Z Ф  Z   40 72  71  40  40 1  40 24

b d ZФ
72
72 36 2 36 48
Проверим условие сцепляемости
Делительные диски сменные и имеют следующие ряды отверстий: 16, 17, 19, 21, 23, 29, 30, 31, 33,37,39,41,43,47,49,54.
Для вывода формулы по подбору требуемого количества оборотов рукоятки запишем УКБ, связывающее
N
вращение шпинделя с заготовкой. При простом делении диск фиксируется.
где Z - число, на которое нужно разделить заготовку.
n
рук
1
K
Z

0
1
об
Z
рук

1
об
Z
,
Страница 38 из 58
где К=1 - число заходов червяка
Z0 = 40; 60; 80; 120 — число зубьев колеса
Z0 = N - характеристика УДГ.
n
рук
n
рук
1
При Z меньше N:

1
N
 n рук 
Z
Z0
N
a
 A
Z
b
Рукоятку необходимо повернуть на А целых оборотов и дополнительно на а -интервалов по окружности имеющей в
отверстий.
n
рук

a
b
Рукоятку необходимо повернуть на а интервалов по окружности, имеющей в отверстий.
Пример: Настроить УДГ для фрезерования пазов по следующим данным: Z = 70; N = 40.
Решение:
n
N 40 4 7 28

  
Z 70 7 7 49
Ответ: Рукоятку поворачиваем на 28 интервалов по окружности, имеющей 49 отверстий. Шпиндель УДГ с заготовкой
повернется на 1/70.
Пример:Z = 8; N = 40.
Решение:
n
N 40

 5об
Z
8
Ответ: 5 оборотов по любой окружности.
Пример: Z= 157; N = 40.
Решение:
N
40

Z 157
Zф=156
N
40 10
n


Z 156 39
ac
N
Z Ф  Z   40 156  157   40

b d ZФ
156
156
n
Знак ( - ) означает, что рукоятка и диск должны вращаться в разные стороны. Для этого в гитару устанавливают
промежуточное колесо.
Условие выполняется.
Настройка УДГ на фрезерование винтовых канавок.
Для фрезерования винтовых канавок винт продольной подачи универсально-фрезерного станка при помощи
гитары сменных колес соединяется со шпинделем УДГ, на котором закреплена заготовка, в которой нужно
отфрезеровать канавку.
Для вывода формулы по подбору гитары сменных колес запишем УКБ связывающее продольную подачу и
вращение шпинделя УДГ с заготовкой.
Рв.к. → 1 об. заг.
Р
Р
ac
1
 1  1  1   1оборот
bd
N
х .в .
в .к .
а c N  Р х .в .

bd
Рв.к.
Пример: Настроить станок и УДГ для нарезания косозубого колеса по следующим данным: Zк = 45; m = 2
мм; N = 40; Рх.в. = 6 мм; α = 22°.
Решение: 1 . Настраиваем УДГ на простое деление
Страница 39 из 58
n
N 40 8 6 48

  
Z 45 9 6 54
2. Настраиваем УДГ на фрезерование винтовой канавки
а c N  Р х .в .

bd
Рв.к.
для косозубых колес
  m  Z K 3,14  2  45

 831мм
sin 
0,34
а c N  Рх.в. 40  6
29 1 58 24 58 24


 0,29 


bd
50 2 100 48 48 100
Рв.к. 831
Рв . к . 
Условие сцепляемости выполнено.
3. Стол поворачивается на угол α = 22°.
4. Определяем глубину резания.
t = h = 2,25m = 2,25 • 2 = 4,5 мм.
Шлифовальные станки.
Предназначены для окончательной обработки заготовок абразивными или алмазными кругами. Станки
обеспечиваю точные размеры, правильную геометрическую форму и высокое качество поверхности детали. На этих
станках можно обрабатывать плоские, наружные и внутренние цилиндрические, конические и фасонные поверхности,
шлифовать резьбы и зубья зубчатых колес, разрезать заготовки. Шлифование также используют для обдирочных и
получистовых операций.
Шлифовальные, станки делятся на:
1. Круглошлифовальные - предназначены дня обработки наружных поверхностей и торцов тел вращения.
2. Внутришлифовальные - предназначены дня обработки цилиндрических, конических отверстий и торцов.
3. Бесцентрово-шлифовальные - предназначены
для обработки в серийном производстве заготовок типа тел
вращения.
4. Плоскошлифовальные - предназначены дня обработки плоскостей, уступов, линейчатых пазов.
5. Специальные станки - предназначены для выполнения конкретной операции (шлифование резьбы, зубьев колес).
Главным движением для всех типов шлифовальных станков является вращение шлифовального круга.
Движение характеризуется
V 
 d n м
,
1000
с
Остальные движения в зависимости от конструкции и назначения станка могут сообщаться различным
исполнительным органам.
Круглошлифовальный станок модели 3151
Станок предназначен для наружного шлифования в центрах цилиндрических, пологих конических и торцовых
поверхностей деталей. Наибольший диаметр шлифуемой детали Dmax= 200 мм, Lmax = 700 мм.
Основные узлы: станина Г, стол Е, поворотная плита Д, бабка изделия с жестким шпинделем А, на переднем конце
которого устанавливается поводковый патрон, шлифовальная бабка Б, задняя бабка В
Главное движение - вращение шлифовального круга.
Круговая подача - вращение поводкового патрона с заготовкой.
Продольная подача - возвратно-поступательное перемещение стола по направляющим станины.
Поперечная подача - периодические перемещения шлифовальной бабки по направляющим станины
Вспомогательные движения - перемещение стола вручную, шлифовальной бабки автоматически и вручную, поворот
плиты вокруг вертикальной оси на угол ( ± ) в градусах вручную.
Главное движение и круговая подача обеспечиваются отдельными асинхронными двигателями через ременные
передачи.
Продольная подача обеспечивается гидроприводом. Требуемую длину хода стола устанавливают переставными
упорами. Требуемая скорость перемещения регулируется дросселем.
Поперечная подача происходит в момент реверсирования хода стола. Часть масла поступает в силовой цилиндр
П3 перемещая поршень, шток и собачку. Собачка поворачивает храповое колесо и далее движение передается при помощи
конических колес 24/36 24/96. Колесо 96 выполнено в виде гайки, которое при вращении по ходовому винту перемещает
шлифовальную бабку. Величина подачи зависит от угла поворота храпового колеса, которое устанавливается при помощи
переставного упора. Ограничивающего длину хода штока с собачкой.
При помощи маховичка МХ1 шлифовальную бабку можно перемещать вручную, а при помощи силового цилиндра
П1 автоматически.
Страница 40 из 58
При помощи маховичка МХ2 при включенной продольной подаче вручную можно перемещать стол.
Внутришлифовальный станок модели ЗА252.
Станок предназначен для высокопроизводительного шлифования цилиндрических и конических сквозных и
глухих отверстий, а также для тоцового шлифования в условиях серийного и массового производства. Диаметры
шлифуемых отверстий D = 50…200 мм, Lmax = 200 мм.
Основные узлы: станина Г, стол В, бабка изделия А, шлифовальная бабка Б. Кроме этого на шлифовальной бабке
устанавливают
откидной шпиндель с чашкой для обработки торцов. На шпинделе бабки изделия при помощи
гидропатрона закрепляется обрабатываемая заготовка.
Главное движение - вращение шпинделя с шлифовальным кругом.
Круговая подача - вращение шпинделя с заготовкой.
Продольная подача - возвратно-поступательное перемещение стола с шлифовальным кругом.
Поперечная подача - периодические перемещения шлифовальной бабки по направляющим салазок.
Вспомогательные движения - перемещение шлифовальной бабки и стола вручную, поворот бабки изделия вокруг
вертикальной оси на требуемый угол для обработки конуса и перемещение подвижных салазок по направляющим станины
вручную.
Главное движение обеспечивается асинхронным двигателем через ременную передачу со сменными шкивами.
Круговая подача обеспечивается асинхронным двухскоростным двигателем при помощи ременных передач и
механического вариатора с раздвижными конусами, позволяющими плавно регулировать подачу.
Продольная подача стола осуществляется гидроприводом, состоящим из шестеренчатого насоса Н, пилота П1,
реверсивного золотника З, панели автоматики и рабочего цилиндра Ц1, поршень которого посредством штока соединен со
столом станка. Насос Н нагнетает масло из бака в напорную магистраль, направляя его к пилоту П1 гидропанели и к
пилоту П2 гидрозажима детали.
При указанном на схеме положении пилота П1 небольшая часть масла направляется в цилиндр Ц2 блокировки
механизма ручного перемещения стола для вывода из зацепления реечного колеса 15 с рейкой m=3 мм, что обеспечивает
выключение цепи ручного перемещения стола.
Основной поток масла от пилота П1 поступает в реверсивный золотник З и через его правую выточку
направляется в правую полость цилиндра Ц1, перемещая поршень со столом влево. Из левой полости цилиндра через
среднюю выточку золотника З масло вытесняется в панель автоматики и через дроссель Дч, настроенный на требуемую
скорость хода стола при черновом шлифовании, сливается в бак.
При подходе стола к левому крайнему положению переставной упор У2 поворачивает рычаг Р, который
перемещает реверсивный золотник З влево. При этом масло от пилота П1 через левую полость цилиндра Ц1, смещая
поршень со столом вправо. Масло из правой полости цилиндра Ц1 сливается в бак через выточку золотника З и панель
автоматики. Длина и место хода стола устанавливается переставными упорами У1 и У2.
Поперечная подача происходит в момент реверсирования хода стола. На соленоид Сд подается напряжение и
шток с собачкой перемещается. Собачка поворачивает храповое колесо 200, а колесо поворачивает корпус, в котором
располагается планетарный механизм, при этом вращается ходовой винт, который перемещает гайку Г шлифовальной
бабки. Величина подачи зависит от угла поворота храпового колеса, которая устанавливается упором. При помощи
маховичков МХ1 и МХ2 вручную можно перемещать стол и шлифовальную бабку, а при помощи рукояток,
устанавливаемых на К1 и К2 поворачивать бабку изделия и перемещать салазки.
Автоматический цикл работы станка состоит в следующем. Вначале обработка ведется в режиме чернового
шлифования. После снятия припуска на черновое шлифование по команде электроизмерительного прибора стол отводится
в правое крайнее положение, после чего осуществляется правка шлифовального круга. Замедленная скорость хода стола
при правке устанавливается специальным дросселем.
По окончании правки круга панель автоматики переключает станок на режим чистового шлифования. По
окончании чистового шлифования измерительный прибор подает команду на отключение периодической поперечной
подачи и включает реле времени, которое управляет процессом выхаживания. По окончании выхаживания стол быстро
отводится вправо и останавливается.
Плоскошлифовальный станок модели ЗЕ711В.
Станки классифицируются по
1. Расположению шпинделя
а) горизонтальные
б) вертикальные
2. По форме стола
а) с круговым
б) с прямоугольным
Основными параметрами является размер стола. Станок ЗЕ711В предназначен для обработки плоских
поверхностей заготовок периферией круга. Класс точности станка В.
Основные узлы: К станине А крепится колонна Б. По горизонтальным направляющим качения станины
перемещается в поперечном направлении крестовый суппорт В со столом Д, совершающим продольное
возвратно-поступательное движение. По вертикальным направляющим качения колонны Б движется шлифовальная бабка
Г. В станине расположены механизмы Е и Ж вертикальной и поперечной подачи, а также гидропривод станка.
Страница 41 из 58
Главное движение - вращение шпинделя с шлифовальным кругом.
Поперечная подача - перемещение суппорта по направляющим качения станины (от двигателя М2).
Продольная подача - происходит от гидропривода. Ручная продольная подача осуществляется маховичком 1 со
встроенным
в
него
планетарным
механизмом.
Вертикальная подача - вертикальное
перемещение
шлифовальной головки (двигатель МЗ).
Быстрые установочные перемещения шлифовальной головки происходят от асинхронного электродвигателя М4 при
отключенной муфте М3..
Поперечная подача крестового суппорта осуществляется от двигателя постоянного тока М2 через косозубые
колеса 34/100, 60/100 и ходовой винт VII. При включении муфты М1 в колесо Z = 100 происходит автоматическая подача.
Ручные грубая и тонкая поперечные подачи осуществляются при включении муфты М1 влево. Тонкую ручную
подачу получают при вращении лимба 2 через червячную пару 1/100; грубую ручную подачу осуществляют маховиком 4
(червяк при этом выводится из зацепления рукояткой 3).
Продольная подача стола происходит от гидропривода; скорости регулируются бесступенчато. Ручную
продольную подачу осуществляют маховичком 1 со встроенным в него планетарным механизмом. Сателлиты Z=18 и
Z=19 обкатываются вокруг неподвижного центрального колеса Z=19 и через другое центральное колесо Z=20 вращение
передается на реечное колесо Z=18 и рейку. Планетарная передача значительно снижает величину перемещения на один
оборот лимба.
Вертикальная подача шлифовальной головки осуществляется от шагового двигателя М3 в момент реверса стола
или крестового суппорта. Вращение передается ходовому винту XII при включенной муфте М2 вправо через колеса
34/100, 100/100, вал X, включенную электромагнитную муфту М3 и червячную пару 1/30. Ручные (грубая и тонкая)
вертикальные подачи осуществляются аналогично поперечным ручным подачам маховичком 6 по лимбу 5.
Шлифовальные станки с ЧПУ.
Назначение и классификация аналогичны станкам с ручным управлением. Оснащаются специальными СЧПУ,
которые применяются только со шлифовальными станками.
На станках устанавливается большое количество измерительно-контрольной аппаратуры. Станки обладают
повышенной жесткостью и точностью.
Круглошлифовальный станок с ЧПУ модели ЗМ151Ф2.
Полуавтомат предназначен для шлифования цилиндрических гладких и прерывистых поверхностей
многоступенчатых валов в условиях мелкосерийного и серийного производства. На станке можно производить в
автоматическом режиме продольное, врезное шлифование, а также подшлифовку буртиков, при этом в процессе
обработки применяется активный контроль размеров обрабатываемых валов. Класс точности станка П.
Оснащен прямоугольно-позиционной СЧПУ. На шлифовальной бабке установлено устройство для
автоматической правки шлифовального круга.
Основные узлы. По направляющим станины А возвратно-поступательно перемещается стол Ж с верхним
поворотным столом, который можно повернуть на угол до 4 0. Заготовка устанавливается в центрах передней Б и задней Е
бабок и получает движение круговой подачи. По поперечным направляющим станины перемещается шлифовальная бабка
В, на корпусе которой установлен механизм поперечных подач Д. Шлифовальный шпиндель кроме вращательного
движения имеет и осевое перемещение в автоматическом режиме.
Продольная подача Z/ - возвратно-поступательное перемещение стола по направляющим станины.
Поперечная подача X/ - периодические перемещения шлифовальной бабки по направляющим станины
Осевая подача для обработки торца - перемещение шпинделя с шлифовальным кругом.
Вспомогательное движение – ввод и вывод измерительного прибора и прибора осевой ориентации; ручные перемещения
стола и шлифовальной бабки; ускоренное перемещение шлифовальной бабки; подвод-отвод пиноли задней бабки;
продольное перемещение измерительного прибора; продольное перемещение и подача на круг алмазного инструмента при
правке, которая осуществляется прибором правки Г.
Главное движение обеспечивается асинхронным двигателем М1.
Круговая подача обеспечивается двигателем М2.
Поперечная подача обеспечивается двигателем постоянного тока МЗ, n = 20...400 об/мин.
Ускоренное перемещение шлифовальной бабки обеспечивается двигателем М4 или рукояткой 8.
Осевая подача, необходимая для подшлифовки торцов обеспечивается гидроприводом. Масло поступает в
силовой цилиндр Ц5 и перемещает поршень - рейку. Рейка перемещает реечное колесо 17, вал 14 и дисковый кулачок 4.
Кулачок перемещает палец 5, который при помощи рычага 6 перемещает шпиндель. При помощи силовых цилиндров Ц4 и
Ц3 механизм правки перемещается в продольном и осевом направлении.
Правка шлифовального круга. Алмаз, закрепленный в пиноли механизма правки, подается на шлифовальный
круг автоматически или вручную вращением маховичка 2 на валу V через зубчатые пары 22/72, 27/27 и ходовой винт III с
шагом Р=2 мм. При автоматической правке от гидросистемы плунжер с помощью собачки 1 поворачивает храповое
колесо 200, закрепленное на винте III. Угол поворота регулируется упором. Продольное перемещение каретки прибора
правки осуществляется от гидроцилиндра Ц3. На каретке под углом 450 движется от гидроцилиндра Ц4 корпус,
опирающийся щупом на прямолинейный копир 3. Копир обеспечивает правку круга за один или два рабочих хода. Тонкую
регулировку положения копира производят винтом с шагом Р=1,5 мм.
Страница 42 из 58
Механизм ввода измерительной скобы.
В колонне 1 шарнирно смонтирован цилиндр 2.
Измерительная скоба 17 закреплена на штоке 10, который
перемещается вдоль оси шлифовального круга и имеет два
крайних положения. Для вывода скобы из зоны шлифования
масло подается в нижнюю полость цилиндра 2, при этом
шток 3 через рычаг 4 действует на штангу 7, поворачивая
корпус 6 скобы относительно оси 8. Скоба выведена из зоны
измерения, но еще не поднялась вверх. При дальнейшем
движении штока 3 скоба и закрепленный на кронштейне 9
механизм ввода прибора осевой ориентации поворачиваются
вокруг оси 5 и поднимаются вверх. Ввод измерительной
скобы осуществляется при движении поршня вниз.
Прибор осевой ориентации 16 закреплен клеммным
зажимом на кронштейне 15, имеющем качательное движение
вокруг вала 14 через поршень 12 гидроцилиндра 11. При
вводе прибора масло поступает в бесштоковую полость
цилиндра 11, при выводе – в штоковую. Конечные положения
поршня фиксируются микропереключателями. Пружина 13
срабатывает при отсутствии давления масла в штоковой
полости.
Плоскошлифовальный станок с ЧПУ модели ЗЕ711ВФ3.
Станок предназначен для обработки заготовок различных профилей методом врезания, а также плоских
поверхностей периферией или тоцом шлифовального круга в единичном и мелкосерийном производстве. Класс точности
станка В.
Правка шлифовального круга производится автоматически от устройства ЧПУ. Имеются датчики обратной связи.
Программоноситель - 8-ми дорожковая перфолента.
Основные механизмы и движения в станке аналогичны станку 3Е711В
Механизм правки. Механизм правки 1 с ЧПУ установлен на шлифовальной головке 3. Правка шлифовального
круга производится резцом с алмазной вставкой 2 по профилю,
соответствующему профилю обрабатываемой заготовки.. Для этого от
устройства ЧПУ резцу сообщаются перемещения по координатам X в
продольном и Z в поперечном направлениях. Державка алмаза имеет
поворот вокруг вертикальной оси Y (координата В) в пределах + 30°.
Привод подач осуществляется по координатам Z и X
соответственно от шаговых двигателей М2 и М3 через червячные редуктора
и винт-гайку качения VI и II с шагом Р = 5 мм. Поворот вокруг оси Y
происходит от шагового двигателя М1 через червячный редуктор Z = 1/60.
На станке имеется устройство для ориентировочного контроля правки. Для этого в механизм правки закрепляют
графитовый карандаш, и он должен описать запрограммированный профиль на бумаге.
Станки строгально-протяжной группы.
Строгальные и долбежные станки предназначены для обработки резцами плоских поверхностей, канавок,
пазов, фасонных линейных поверхностей. Станки этой группы характеризуются главным возвратно-поступательным
движением, которое может сообщаться или заготовке или инструменту. Строгальные станки подразделяются на
продольно-строгальные и поперечно-строгальные.
Продольно-строгальные предназначены для обработки крупных заготовок; их изготавливают одностоечными и
двухстоечными. Основными параметрами являются наибольшая дайна (2..12,5 м) и ширина строгания (0,6...5 м).
Движение резания сообщается заготовке.
Поперечно-строгальные станки служат для обработки мелких и средних деталей. Основным их размером
является наибольшая длина хода ползуна (200...2400 мм). Главное движение сообщается инструменту.
Долбежные станки применяют чаще всего для обработки внутренних сложных поверхностей. Основными их
размерами являются: наибольший ход ползуна (100... 1600 мм) и диаметр стола (240... 1600 мм).
Страница 43 из 58
Протяжные станки предназначены для обработки внутренних и наружных поверхностей различной формы.
Станки имеют высокую производительность, обеспечивают высокую точность обработки и при этом просты по
конструкции и в работе,
В протяжных станках движением резания является прямолинейное перемещение либо протяжки, либо
заготовки при неподвижном инструменте. Движение подачи отсутствует, поскольку подача обеспечивается подъемом
зубьев протяжки.
Основные размеры протяжных станков: наибольшая тяговая сила 6,3...1470 кН, максимальная длина хода
протяжки 0,4...3,2 м.
Поперечно-строгальный станок модели 737.
Станок предназначен для обработки строганием горизонтальных, вертикальных и наклонных плоских и фасонных
линейчатых поверхностей и пазов различного профиля у деталей малых и средних размеров и среднего веса в условиях
индивидуального и мелкосерийного производства.
Основные узлы: основание станины А, станина Б, ползун Е, суппорт Ж, резцедержатель З, поперечина (коробка подач)
В, стол Г, опорная стойка Д.
Главное движение - возвратно-поступательное перемещение ползуна по направляющим станины.
Вертикальная подача - периодические перемещения коробки подач по направляющим станины.
Поперечная подача - периодические перемещения стола по направляющим станины.
Вспомогательные движения - перемещение стола и коробки подач автоматически и вручную.
Главное движение обеспечивается при помощи гидропривода. Масло периодически поступает или вправо или
влево в силовом цилиндре, перемещая поршень, шток и ползун влево (рабочий ход) или вправо (холостой ход).
Длина и место хода ползуна устанавливается при помощи переставных упоров.
Движение подачи обеспечивается периодически в момент реверсирования рабочего хода на холостой.
Масло поступает в нижнюю полость цилиндра подач, перемещая поршень, шток и рейку вверх. Далее движение
передается через реечное колесо 28, обгонную муфту М01 и конический трензель на вал 2. С вала 2 движение можно
передавать или на винт 3 поперечной подачи или на колесо гайку 28 вертикальной подачи.
Зубообрабатывающие станки.
Для нарезания зубчатых колес применяется два метода: копирования и обкатки.
Метод копирования применяют при фрезеровании, протягивании, строгании, шлифовании зубьев. Профиль
режущих кромок инструмента имеет форму впадин нарезаемого зубчатого колеса. Так, при зубофрезеровании в качестве
инструмента используют модульные дисковые или пальцевые фрезы. После нарезания одной впадины производят деление
на один шаг с помощью делительной головки.
Недостатки: низкая производительность и точность обработки, необходимость иметь комплекты инструмента в
зависимости от модуля и числа зубьев нарезаемых колес. Для каждого модуля применяют комплект из 8 или 15 фрез.
Метод копирования применяют в единичном производстве.
Метод обкатывания состоит в том, что инструмент и заготовка в процессе нарезания зуба копируют своими
движениями зубчатое зацепление. Инструменту можно придать форму зубчатого колеса, зубчатой рейки, червяка и т.д.
Для нарезания цилиндрических зубчатых колес методом обкатывания используют преимущественно долбяки, червячные
фрезы и гребенки.
Этот метод применяют в серийном и массовом производствах.
Преимущества: высокая производительность и точность обработки, возможность автоматизации, использование
одного инструмента для нарезания с одинаковой точностью колес одного модуля с разными числами зубьев.
Зубообрабатывающие станки классифицируются:
I. По виду обработки и инструменту.
1 Зубодолбежные
2 Зубофрезерные
3 Зубострогальные
4 Зубопротяжные
5 Зубошевенговальные
6 Зубошлифовальные.
II. По назначению
1 Для нарезания цилиндрических колес с прямыми и винтовыми зубьями,
2 Для конических колес с прямыми и криволинейными зубьями,
3 Для шевронных колес,
4 Дня червячных колес,
5 Для зубчатых реек.
III. По точности и степени шероховатости нарезаемых зубьев
1 Для предварительного нарезания зубьев,
2 Для чистовой обработки зубьев,
3 Для доводки рабочих поверхностей зубьев.
Страница 44 из 58
Зубодолбежный станок модели 514.
Станок предназначен для нарезания цилиндрических колес с прямыми и косыми зубьями как наружного, так и
внутреннего зацепления в условиях индивидуального и серийного производства. Станок приспособлен для нарезания
блоков шестерен. При наличии дополнительных приспособлений на станке можно нарезать рейки. Станок используется
для чернового и чистового нарезания зубьев. Наибольший наружный диаметр обрабатываемых колес Dmax= 500 мм,
модуль m = 2...6 мм.
Основные узлы: нижняя часть станины А, делительная гитара Б, верхняя часть станины В, кривошипно-шатунный
механизм привода шпинделя с долбяком Г, шпиндельная головка Д, механизм радиальной подачи шпиндельной головки
Е, стол Ж.
Главное движение - возвратно-поступательное перемещение шпинделя с долбяком.
Круговая подача - вращение шпинделя с долбяком.
Радиальная подача (на врезание) - перемещение шпиндельной бабки по направляющим станины.
Движение деления и обкатки - согласованное вращение шпинделя и стола с заготовкой.
Вспомогательные движения - периодический отвод и подвод стола автоматически в процессе резания, перемещение
шпиндельной бабки вручную при настройке.
При работе станка воспроизводится работа прямозубой или косозубой передачи.
Принцип работы
Станок работает по методу обкатки, воспроизводя зацепление двух цилиндрических колес, одно из которых
является режущим инструментом (долбяком), а второе заготовкой.
После закрепления долбяка и заготовки устанавливают требуемые величины скоростей и подач, включают
вращение и путем перемещения шпиндельной бабки подводят долбяк до касания с заготовкой. Устанавливают длину хода
долбяка и включают радиальную подачу врезания долбяка в заготовку на требуемую глубину резания.
При малых модулях t = h = 2,25m, а при больших модулях - на часть от h -высоты профиля.
После врезания радиальная подача выключается. Включается подача движения обкатки и круговая подача. Колесо
нарезается за один полный оборот стола с заготовкой при малой глубине резания, а при большой - врезание повторяют.
При перемещении долбяка вниз совершается рабочий ход, вверх - холостой. Во время холостого хода стол с
заготовкой отводится от долбяка. Перед началом рабочего хода возвращается в исходное положение.
УКБ главного движения.
1000V  дв.ход 
,

2l  мин 
дв.ход
1
nМ 1 , мин  nд , мин
n
1410
д

100
 0,985Б 1Б 2 кривошипныйдиск  шатун

280
рейка   26 реечнаяпередача   nд

где V - скорость резания,
L = в + 2Δ (мм) - длина хода долбяка,
В - длина зуба,
Δ - перебег долбяка.
УКБ круговой подачи.
Движение начинается с вала 2, т.к. за один оборот вала происходит один двойной ход, а круговая подача
кинематически связана с главным движением.
1дв.ход  S кр . мм
дв.ход
28 3 28 А 1
мм
1дв.ход
 m  Z д  S кр ,
28 23 42 В 100
дв.ход
А 366  S кр

В
mZд
А  В  89
1дв.ход  S рад. мм
где Zд – число зубьев долбяка
УКБ радиальной подачи.
дв.ход
Движение начинается с вала 2.
1дв.ход
28 a1 c1 24 1
М 2 2  Н  S рад , мм
28 b1 d 1 24 40
40
дв.ход
Н - высота профиля подъема дискового кулачка К1 который при вращении перемещает палец Р1 , ходовой винт 18,
колесо-ганку 30 и шпиндельную бабку.
Страница 45 из 58
a c
bd
1
1
1
1
1

1600  S рад
Н
УКБ движения деления и обкатки
1
n мин  S , мин
100 30 30 a c 1
n  1 30 30 b d 240  n
ac
n
 2,4 n
bd
n
n
дв,
заг
д
заг
заг
заг
д
д
u
Z
Z
д
K
u - передаточное отношение,
Zк - число зубьев нарезаемого колеса,
ZД- число зубьев долбяка.
При помощи эксцентрика Э и системы рычагов обеспечиваются отвод и подвод стола с заготовкой. При помощи
рукоятки устанавливаемой на квадрат вала 19, вручную перемещается шпиндельная бабка.
Пример. Настроить станок модели 514 для нарезания цилиндрического колеса по следующим данным:Zк =
50, m = 2 мм, Zд = 50, V=18м/мин, Sкр = 0,2 мм /дв. ход, Sрад = 0,024 мм/дв.ход, в = 20 мм, Δ= 3 мм, Н = 76,8 мм.
Решение: 1. Определяем число двойных ходов долбяка
n
д

1000V  дв.ход 
,

2l  мин 
L = в + 2Δ=20+2·3=26 мм
n
д

1000  18
дв.ход
 346,15
2  26
мин
По паспорту пд = 359 дв. ход/мин
2. Настраиваем цепь радиальных подач
ac
bd

1
1
1
1
1600  0,024
5 1 50 24 50 24
 0,5 


76,8
10 1 100 24 24 100
Условие сцепляемости выполняется
3. Настраиваем цепь круговых подач
А 366  S кр 366  0,2


 0,73
В
mZд
2  50
А  В  89
А  0,73  В
0,73В  В  89
1,73В  89
В  51
А  89  51  38
Условие сцепляемостн выполняется.
5.
Определяем глубину резания
t = h = 2,25 m = 2,25∙2 = 4,5 мм
4.
Настраиваем цепь движения деления и обкатки
a c 2,4  Z д 2,4  50
24 6 4 36 56 56 36


 2,4 



bd
50
10
5
2
30
28
30 28
ZK
Настойка станка для нарезания косозубого колеса аналогична, только вместо прямозубого долбяка
необходимо установить косозубый с углом наклона противоположным углу наклона противоположным углу наклона
зубьев нарезаемого колеса и на шпинделе необходимо установить направляющие, обеспечивающие движение
образования винтовой линии.
Страница 46 из 58
Зубофрезерный станок модели 5Д32.
Предназначен для нарезания цилиндрических зубчатых колес с прямыми и косыми зубьями и для нарезания
червячных колес как методом радиальной так и методом тангенциальной подачи. При наличии специальных
приспособлений возможно нарезание шестерен внутреннего зацепления. Наибольший диаметр D = 800 мм. Пределы
модулей зубьев нарезаемых колес по стали 2...6 мм, по чугуну 2...8 мм.
Основные узлы: станина А, стол Б, стойка В, поддерживающий кронштейн Г, поперечина Д, фрезерный суппорт Е,
протяжной суппорт Ж, подвижная стойка З, гитары дифференциала и подачи И, делительная гитара К.
Движение резания - вращение шпинделя фрезерного суппорта с червячной фрезой.
Движение подач - вертикальное перемещение фрезерного суппорта, радиальное перемещение подвижной стойки
и тангенциальное перемещение протяжного суппорта.
Движение деления и обкатки - непрерывное вращение стола с заготовкой.
Вспомогательные движения - быстрые механические и ручные установочные перемещения фрезерного суппорта и
подвижной стойки.
Принцип работы.
Станок работает по методу обкатки. При нарезании колес с прямыми зубьями ось шпинделя фрезерного
суппорта устанавливается под углом к горизонтальной плоскости, равным углу подъема винтовой линии червячной
фрезы. Для нарезания колес с косыми зубьями ось шпинделя фрезерной бабки устанавливается под углом равным
сумме или разности углов наклона зубьев колеса и подъема винтовой линии фрезы в зависимости от сочетания
винтовых линий зубьев и витков фрезы.
Для обеспечения возможности фрезерования колес попутным методом на станке предусмотрено нагрузочное
гидравлическое устройство.
При нарезании червячных колес методом радиальной подачи используются цилиндрические червячные
фрезы. Движение подачи сообщают подвижной стойке в радиальном направлении до тех пор, пока расстояние между
осями фрезы и заготовкой не станет равным межцентровому расстоянию передачи.
В случае нарезания червячных колес методом тангенциальной подачи применяются червячные фрезы с
конической заборной частью, которые при настройке станка устанавливают сразу на заданное межцентровое
расстояние, подачу при этом сообщают протяжному суппорту с червячной фрезой вдоль ее оси. Этот метод нарезания
является более точным.
УКБ главного движения
nдв, мин-1 → nфр, мин-1
1420 
105
32 А
35
 0,985 
или
224
48 В
35
А

В
А
В
1
1

А 24 24 17 16
В 24 24 17 64
1
1
n
фр
109,5
А  В  60
А
 встречноефрезерование
В
А  попутноефрезерование
В
1
1
n
фр

1000V
  d фр
где V – скорость резания,
dфр – диаметр фрезы
УКБ вертикальной подачи.
1 об. стола → Sверт, мм/об
1об
96 2 a1 c1
М 3 45 19 16 4 М 4 М 5 5 10  S верт
1 24 b1 d 1
36 19 16 20
30
a c
bd
1
1
1
1
 0,3 S верт
1 об. стола → Sрад, мм/об
УК Б радиальной подачи.
Страница 47 из 58
1об
96 2 a1 c1
М 3 45 19 16 4 М 410 4 10 20 10  S рад
1 24 b1 d 1
36 19 16 20
20 20 20 25
УКБ тангенциальной подачи
1 об. стола → Sрад, мм/об
1об
96 2 a1 c1
М 3 45 19 16 16 30 1  5  S тан
1 24 b1 d 1
36 19 16 16 30 50
a c 
S
bd
C
Д
С
Д
1
1
1
1
1
1
тан
УКБ движения деления и обкатки.
nфр. об. → nзаг. об.
при Z К  161  числозубьевнарезаемо гоколеса
1
1
1

1
2
при Z К 161
a c 24  n заг

bd
nфр
при Z K  161
a c 48  n заг

bd
nфр
при Z K  161
n
n
заг
фр
i
a c 24  K

bd
ZK
K
Z
K
a c 48  K

bd
ZK
при Z K  161
при Z K  161
где К - число заходов фрезы.
УКБ дополнительного движения образования винтовой канавки при нарезании косозубых колес.
Р
30
М 5 20 М 4 16 19 36 a2 c2 1 М 4 iдиф
10 5
4
16 19 45 b2 d 2 30
C
L
В. К .
1
1
где
ac 1
1
b d 96
α – угол наклона зубьев колеса,
К – число заходов фрезы,
m – модуль
  
Пример. Настроить станок модели 5Д32 для нарезания цилиндрических колес (прямозубых) по следующим
данным: Zк = 36, m = 3,5 мм, dфр = 75 мм, К = 2, V = 25 м/мин, Sв = 1,5 мм/об, β = 607/
1. Настраиваем цепь главного движения
Страница 48 из 58
А
nфр  106  0,97

В 109,5 109,5
А  В  60
n
фр

1000V 1000  25
1

 106 мин
  d фр 3,14  75
А  0,97  В
0,97  В  В  60
60
 30
1,97
А  60  30  30
В
2. Настраиваем цепь вертикальных подач
a c
bd
 0,3 S верт  0,3  1,5 
3 15 30 60 60 30


10 10 100 40 40 100
Условие выполняется.
3. Настраиваем цепь движения деления и обкатки
a c 24  K 24  2 48 1 48 24 48 24





bd
Z K 36 36 1 36 24 24 36
4. Поворачиваем фрезерный суппорт на угол
β = γ = 607/
5. Определяем глубину резания
t = h = 2,25m = 2,25 ∙ 3,5 = 7,875 мм
Пример. Настроить станок 5Д32 для нарезания цилиндрических косозубых колес по следующим данным: Zк =
42, m = 3,5 мм, Дфр = 80мм, К = 2, V = 20 м/мин, Sв = 0,9 мм/об, β = 407/ (левый), γ = 22° (левый).
1. Настраиваем цепь главного движения
А
nфр  79,6  0,73

В 109,5 109,5
А  В  60
n
фр

1000V 1000  20
1

 79,6 мин
  d фр 3,14  80
А  0,73  В
0,73  В  В  60
60
 35
1,73
А  60  35  25
В
2. Настраиваем цепь вертикальных подач
a c
bd
 0,3 S верт  0,3  0,9 
3 9
30 36 30 36


10 10 100 40 40 100
Условие выполняется.
3. Настраиваем цепь движения деления и обкатки
a c 24  K 24  2 48 1 48 50




bd
Z K 42 42 1 42 50
4. Поворачиваем фрезерный суппорт на угол
  22  4
0
0
7  17 53
/
0
/
5. Определяем глубину резания
Страница 49 из 58
t = h = 2,25m = 2,25 ∙ 3,5 = 7,875 мм
a c
b d
7,9  sin  7,9  sin 22
7,9  0,37
42 6 7 60 28



 0,42 


k m
2  3,5
7
100 5 20 50 80
0
2
2
2
2
дня нарезания винтовой канавки из формулы
Р

В.К .
  m  z K 3,14  3,5  42

 1231мм
0
sin 
sin 22
Назначение, классификация и принцип работы зубоотделочных станков.
Зубоотделочные станки служат для получения точной формы и размеров зубьев и улучшения качества их
поверхности.
Отделка зубьев производится методами обкатывания, шевенгования, притирки, шлифования и хонингования.
Обкатывание и шевенгование применяют для отделки незакаленных колес, а шлифование, притирку и хонингование для закаленных колес.
Классификация станков
1 Зубопритирочные
2 Зубошлифовальные
3 Зубошевинговальные
4 Обкатные
5 Зубохонинговальные.
Обкатные станки предназначены для получения гладкой и уплотненной поверхности зубьев методом наклепа.
Обкатываемое колесо вводят в зацепление с тремя эталонными колесами. Прижим колеса к эталонным колесам
осуществляется гидравлически.
Зубопритирочные станки. Притираемое колесо насаживают на оправку, свободно вращающуюся в центрах, и
вводят в зацепление с одним или несколькими чугунными притирами.
Притир - это изготовленное с высокой точностью зубчатое колесо, зубья которого смазываются смесью масла с
мелкозернистым абразивным порошком. Притирка повышает степень точности и качество поверхности зубчатых колес.
Зубошевинговальные станки применяются для отделки поверхностей термически необработанных и
улучшенных колес. При обработке прямозубых колес применяют косозубый шевер и наоборот.
Зубошлифовальные станки обеспечивают получение зубчатых колес высокой степени точности и высокого
качества поверхности. Шлифование зубьев может производиться методами копирование и обкатывания.
Зубохонинговальные станки применяют для обработки зубчатых колес после шевингования и термической
обработки. Инструмент - зубчатый хон представляет собой зубчатое колесо, изготовленное из пластмассы с абразивной
смесью. Эти станки аналогичны шевинговальным станкам.
Назначение, классификация и конструктивные особенности зубообрабатывающих станков с ЧПУ.
Назначение и классификация аналогична станкам с ручным управлением. Они оснащаются универсальными
системами ЧПУ. В мелкосерийном и серийном производстве станки имеют высокую степень автоматизации, т.е.
достаточно ввести необходимые параметры и нужное количество движений будет обеспечено автоматически. В
крупносерийном производстве степень автоматизации ниже, т.е. отдельные элементы необходимо устанавливать
вручную. Станки обладают повышенной жесткостью.
Зубофрезерный станок модели 53А20Ф4.
Полуавтомат предназначен длят нарезания зубьев прямозубых и косозубых цилиндрических колес, червячных
колес, колес с конусным и бочкообразным зубом.
Оснащен универсальной системой ЧПУ, программа задается при помощи переключателей, все движения
обеспечиваются при помощи отдельных двигателей постоянного тока с регулируемой частотой вращения. Точность
перемещения обеспечивается ДОС.
Двигатель М1 обеспечивает главное движение, движение деления и обкатки и поворот фрезерного суппорта на
требуемый угол. Двигатель М2 обеспечивает дополнительное движение при нарезании косозубых колес. Двигатель МЗ
обеспечивает радиальную подачу (X). Двигатель М4 - вертикальную подачу (Y), М5 - тангенциальную подачу (Z).
Основные узлы и движения аналогичны станку модели 5 Д32.
Агрегатные станки.
Агрегатными называют многоинструментальные станки, собранные из нормализованных и частично
специальных агрегатов. Они широко применяются в крупносерийном и массовом производстве для обработки, в
основном, корпусных деталей. Они дают большой экономический эффект. На этих станках можно выполнять: сверление,
зенкерование, растачивание, фрезерование, нарезание внутренних и наружных резьб, накатывание резьб, некоторые
виды токарной обработки.
Преимущества:
Страница 50 из 58
Высокая производительность.
Простота изготовления благодаря унификации.
Сокращение сроков проектирования.
Возможность многократного использования.
Возможность обслуживания станков оператором низкой квалификации.
Силовые механизмы агрегатных станков по конструктивному выполнению разделяют на силовые головки и
силовые столы.
Силовые головки работают обычно в автоматических циклах:
1
Быстрый подвод, рабочая подача (одна или две), выдержка на жестком упоре (при необходимости), быстрый
отвод, стоп.
2.
Быстрый подвод, рабочая подача, быстрый подвод, рабочая подача, быстрый отвод, стоп. Такой цикл применяют,
например, при последовательной обработке нескольких соосных отверстий одинакового диаметра.
Головки различают по технологическому назначению (сверлильные, фрезерные, расточные): по мощности,
которая колеблется в пределах 0,1...30 кВт. По типу привода главного движения их подразделяют на головки с
электрическим, пневматическим и гидравлическим приводом. В зависимости от расположения привода подач головки
делятся на самодействующие и не самодействующие.
В самодействующих головках все элементы привода подачи расположены в корпусе головки, не
самодействующие головки имеют вынесенный привод подачи.
По типу привода подач различают головки механические, гидравлические,
пневматические,
пневмогидравлические.
Силовые столы предназначены для установки на них инструментальных бабок (фрезерных, сверлильных и
других) с самостоятельным приводом вращения для выполнения рабочего цикла: быстрого подвода, рабочей подачи,
быстрого отвода.
Привод подач может быть гидравлическим и электромеханическим. Столы выпускают шести типоразмеров,
нормальной и повышенной точности с максимальной тяговой силой подачи 1...100 кН и мощностью 1...30 кВт.
1
2
3
4
5
Агрегатные станки с программным управлением.
Это многоцелевые станки, которые оснащены или РГ или магазинами инструментов, а заготовка, устанавливаемая
на координатно-силовом столе, может обрабатываться со всех сторон за один установ. Эти станки могут иметь от одной
до трех силовых головок, которые перемещаются от устройства ЧПУ по трем либо двум координатам. Их выпускают с
горизонтальной и вертикальной осью шпинделя, с поворотным, наклонно-поворотным или продольным столом.
К унифицированным агрегатам агрегатных станков с ЧПУ относятся стойки со шпиндельными бабками, столы,
механизмы автоматической смены, гидрооборудование и т.д.
Стойки со шпиндельными бабками бывают двух типов: с горизонтальным и вертикальным расположением оси
шпинделя. Бабки перемещаются по направляющим качения: привод главного движения и вертикальной подачи
осуществляется от двигателей постоянного тока. Инструментальные оправки в шпинделе крепятся автоматически.
Столы изготавливают двухкоординатные крестовые и однокоординатные, двухкоординатные крестово-поворотные и
наклонно-поворотные, поворотные с горизонтальной и вертикальной осью вращения планшайбы. Приводы подач столов
осуществляются от двигателей постоянного тока
Станки оснащают позиционными или комбинированными УЧПУ, которые управляют станком в автоматическом
цикле в целом и в частности механизмом смены инструмента, координатными перемещениями рабочих органов,
выбором режимов резания.
На некоторых станках вместо магазина инструментов применяют магазин шпиндельных коробок. Такие магазины
выполняют барабанными или в виде цепного конвейера: емкость от 6 до 50 шпиндельных коробок с разными числами
шпинделей.
Многоцелевые станки (станки типа обрабатывающий центр).
Предназначены для комплексной обработки заготовки на одной рабочей позиции последовательно с разных
сторон. Смена инструментов производится автоматически. Станки оснащаются комбинированными СЧПУ. Отличаются
от ранее рассмотренных станков наличием инструментального магазина, который может быть расположен на станке или
рядом. Широко применяются дисковые, барабанные и цепные магазины. Инструмент располагают в гнездах магазина
предварительно настроенных на размер. По результатам размерной настройки вводится коррекция (на длину вылета и
радиус инструмента). Настройка инструмента производится при помощи оптических устройств. Смена инструментов
производится при помощи одно- и двухзахватных автооператоров. Двухзахватные значительно быстрее, сокращают
время смены инструментов. Поиск инструментов в магазине ведется различными способами:
1.
Инструмент
раскладывают
в
гнездах
магазина
в
порядке
техпроцесса.
В
этом
случае кодируют угол поворота магазина.
2.
Кодируют
инструмент
при
помощи
кодовых
колец.
Кольца
имеют
в
различных
сочетаниях выступы и впадины. Их устанавливают в хвостовую часть инструмента.
3.
Кодирование
гнезда
под
инструмент
при
помощи
кодового
ключа
с
выступами
и
впадинами.
По компоновке станки похожи на горизонтально-расточные и бесконсольно-фрезерные.
Применение таких станков уменьшает количество оборудования и обслуживающего персонала.
Страница 51 из 58
Многоцелевой станок модели 2206ВМФ4.
Применяется для комплексной обработки корпусных деталей размером на 600 х 500 х 500 мм. Стол № 06. Класс
точности В, оснащен комбинированной СЧПУ, программоноситель – перфолента.
Основные узлы: станина, стойка, шпиндельная бабка с горизонтальным шпинделем, поперечные салазки,
продольные салазки, поворотный стол, дисковый магазин на 30 инструментов,
двухзахватный
автооператор,
перегружатель инструментов.
Главное движение - вращение шпинделя с инструментом.
Поперечная подача (Z/) - перемещение поперечных салазок по направляющим станины
Продольная подача (Х/) - перемещение продольных салазок по направляющим поперечных
Веритикальная подача (Y) - перемещение шпиндельной бабки по направляющим стойки
Круговая подача (В/) - вращение стола.
Вспомогательные движения - ускоренные перемещения рабочих органов.
Важные вспомогательные движения - ориентация шпинделя (S0), поворот магазина, движения автооператора и
перегружателя.
Основные движения обеспечиваются при помощи двигателя постоянного тока с регулируемой частотой
вращения через ряд передач, точность перемещений обеспечивается ДОС.
Порядок смены инструмента
Во время работы одного из инструментов магазин поворачивается и перегружатель переносит следующий
инструмент в левый захват автооператора. Магазин поворачивается в позицию «смена», останавливает гнездо, в котором
находился предыдущий инструмент. После отработки программы шпиндель с инструментом ориентируется, шпиндельная
бабка ускоренно перемещается вверх до захвата правой стороны автооператора оправки с отработанным инструментом.
Автооператор перемещается в осевом направлении до вывода оправки инструмента из шпинделя, поворот на 1800 и
перемещается в осевом направлении до ввода новой оправки в шпиндель, где она фиксируется. Шпиндельная бабка
перемещается вниз в рабочую зону. Перегружатель перемещает оправку в гнездо магазина и т.д.
Многоцелевой станок модели 6305Ф4
Станок предназначен для комплексной обработки с четырех сторон корпусных заготовок размером 1250х500х500
мм на продольном столе и заготовок размером 400х400х500 мм на круглом столе. На станке можно фрезеровать плоские
поверхности, уступы, пазы, окна и сложные криволинейные поверхности, расфрезеровывать круглые отверстия вместо
чернового растачивания, сверлить, растачивать, зенкеровать, развертывать отверстия и нарезать резьбу метчиками в
заготовках из чугуна, стали, легких и цветных металлов. Оснащен комбинированной СЧПУ. Стол № 5.
Основные узлы: Станина А имеет направляющие качения прямоугольной формы, по которым в продольном направлении
перемещается стол Б. На столе Б или на встроенном в нем вращающемся круглом столе В устанавливают заготовку. По
вертикальным направляющим стойки Г перемещаются салазки Д с ползуном Е, ползун же вместе со шпинделем
перемещается горизонтально по направляющим салазок.
Главное движение – вращение шпинделя с инструментом.
Вертикальная подача (Y) – перемещение салазок по направляющим стойки.
Продольная подача (Z/) – перемещение ползуна по направляющим салазок.
Поперечная подача (Х/) – перемещение прямоугольного стола по направляющим станины.
Круговая подача (В/) – вращение поворотного стола вокруг вертикальной оси.
Вспомогательные движения – ускоренные перемещения рабочих органов автоматически и вручную, ориентация
шпинделя, вращение и перемещение магазина, поворот стола, вдвижение и выдвижение ползуна при смене инструмента..
Главное движение обеспечивается двигателем постоянного тока, а движение подач шаговым двигателем через
беззазорные передачи.
Магазин перемещается при помощи силового цилиндра Ц1, поворот магазина обеспечивается асинхронным
двигателем через ряд зубчатых передач по кратчайшему расстоянию.
Порядок смены инструмента
После обработки одним инструментом шпиндель ориентируется, магазин перемещается вниз в положение смены
инструмента, салазки ускоренно перемещаются вверх, а ползун вправо, так чтобы оправка с отработанным инструментом
остановилась напротив пустого гнезда магазина. В гнезде магазина оправка захватывается, ползун перемещается до вывода
оправки из шпинделя, магазин поворачивается и напротив шпинделя устанавливается новый инструмент, ползун
перемещается влево до захвата нового инструмента. После чего магазин перемещается вверх, а салазки вниз в рабочую
зону.
Токарный многоцелевой станок модели ТМЦ 200
Станок предназначен для полной токарной обработки заготовок типа фланцев, а также прорезания различных
канавок, фрезерования лысок и пазов, фрезерования резьбы фрезой и т.д., тоесть можно вести обработку вращающимся
инструментом параллельно и перпендикулярно оси шпинделя. Максимальный диаметр обрабатываемой заготовки Dmax =
250 мм. Оснащен позиционно-прямоугольной СЧПУ. Ввод информации вручную или от ЭВМ.
Страница 52 из 58
Основные узлы: Крестовый суппорт А перемещается по двум взаимноперпендикулярным осям. На суппорте закреплена
инструментальная головка, куда можно устанавливать блоки с неподвижными и вращающимися инструментами.
Инструментальный блок В, блок Б (для радиальной обработки), задняя бабка Е, магазин Д, двухзахватный автооператор Г.
Главное движение – вращение шпинделя с заготовкой или вращение инструмента с горизонтальной или вертикальной
осью.
Продольная подача (Z) – перемещение суппорта по направляющим станины.
Поперечная подача (Х) – перемещение салазок по направляющим суппорта.
Вспомогательное движение - точный поворот шпинделя (С), ускоренное перемещение суппорта и салазок, фиксация
инструментального блока, вращение магазина, движение автооператора
Главное движение обеспечивается двигателем постоянного тока М1 через ременные и зубчатые передачи при
чистовой обработке и через прямозубые колеса при черновой обработке.
Инструмент, который может работать как в осевом, так и в радиальном относительно главного шпинделя
направлении, получает вращение от асинхронного двигателя М4 через зубчатые пары 36/48, 20/30 при включенной муфте
М2 в инструментальном блоке В для осевой обработки или через передачи 36/48, 20/30, 24/24 в блоке Б для радиальной
обработки. Инструментальные блоки устанавливают на V-образные выступы инструментальной головки. Зажим блока
гидроцилиндром Ц3 осуществляется через Т-образные пазы в блоке. К блоку прикреплена планка, за которую он
захватывается автооператором.
Продольная и поперечная подачи обеспечиваются двигателями постоянного тока М2 и МЗ. Точность перемещения
обеспечивается ДОС.
Задняя бабка имеет гидроцилиндр Ц4 для перемещения пиноли. Зажим пиноли и закрепление бабки на станине
осуществляется тарельчатыми пружинами, а разжим гидроцилиндрами.
Устройство автоматической смены инструмента состоит из магазина и автооператора. Автооператор извлекает
инструментальный блок из магазина, переносит его к инструментальной головке и устанавливает блок в головку.
Автооператор имеет гидроприводы для поворота, вертикального и горизонтального перемещения захватных губок.
Захватные губки приводятся в действие гидроцилиндрами Ц6 и Ц7. Перемещение правой и левой части автооператора
производится гидроцилиндрами Ц8, Ц9, поворот автооператора – штоком цилиндра Ц5.
Цепной магазин имеет вместимость 16 блоков. Магазин приводится во вращение от асинхронного двигателя М5
через червячную передачу 1/60.В качестве отсчетного устройства при выборе инструмента используют систему сельсинов
С1 – С3, связанных с магазином через ряд зубчатых передач.
Порядок смены инструмента
Когда один из инструментов находится в работе, магазин поворачивается и в зоне смены инструмента
останавливается инструментальный блок с инструментом для следующего технологического перехода. Правый захват
автооператора перемещается вниз, захватывает инструментальный блок и перемещается вверх. После обработки
предыдущим инструментом суппорт и салазки ускоренно перемещаются в положение смены. Левый захват автооператора
перемещается вниз, захватывает блок с отработанным инструментом и перемещается вверх. Автооператор поворачивается
на 180° захват идет вниз, блок фиксируется в инструментальной каретке, захват перемещается вверх. Перемещение
автооператора и его захвата и фиксация инструментального блока обеспечиваются силовыми цилиндрами.
Многоцелевой станок модели ИР500ПМФ4.
Предназначен для обработки корпусных заготовок, на нем можно производить сверление, зенкерование,
растачивание точных отверстий, фрезерование по контуру, нарезание резьбы метчиками.
Основные механизмы: По направляющим станины 9 перемещается в продольном направлении стойка 4 (Z). Шпиндельная
бабка 3 бесконсольная, расположена внутри стойки, и имеет вертикальную подачу по оси Y. Поворотный стол 1 получает
поперечную подачу по оси X/. На верхнем торце стойки расположен магазин 6, из которого инструмент передается в
шпиндель автооператором 5. Жесткий шпиндель и базовые детали с большим числом ребер обеспечивают высокую
жесткость и виброустойчивость.
Двухпозиционный поворотный стол 7 значительно сокращает время смены заготовок. Пока на спутнике 2 ведется
обработка одной заготовки, другую устанавливают на столе-спутнике 8. После окончания обработки спутник 2
автоматически передвигается вправо на стол 7, который после этого поворачивается на 180 0. Спутник 8 с заготовкой
поступает на поворотный стол 1 для обработки, обработанная же деталь снимается со спутника 2 и вместо нее закрепляют
следующую заготовку.
Главное движение - вращение шпинделя с инструментом. Двигатель постоянного тока М1. Блок Б1 переключается
гидравлически.
Зажим инструмента происходит от тарельчатых пружин, отжим – гидроцилиндром.
Вертикальная подача (Y) - перемещение шпиндельной бабки по направляющим стойки. Высокомоментный двигатель с
постоянными магнитами М3.
Продольная подача (Z) - перемещение стойки по направляющим станины. Высокомоментный двигатель с постоянными
магнитами М2.
Поперечная подача (X/) - перемещение поворотного стола. Высокомоментный двигатель с постоянными магнитами М4.
Поворот стола производится от высокомоментного двигателя М5.
Механизм смены инструмента состоит из магазина вместимостью 30 инструментов и автооператора.
Порядок смены инструмента
1. Магазин поворачивается для поиска инструмента
Страница 53 из 58
2. Автооператор делает ход вверх, захватывает инструмент за оправку и, выдвигаясь вдоль оси, выталкивает оправку из
гнезда, затем перемещается вниз и назад вдоль оси.
3. Шпиндельная бабка движется вверх в позицию смены инструмента; автооператор в конце хода захватывает отработавший
инструмент.
4. Происходит смена инструмента, для этого автооператор совершает ход вперед, поворот на 180°, ход назад.
5. Шпиндельная бабка опускается в рабочую позицию, а автооператор переносит отработавший инструмент в свое гнездо
магазина.
6. Автооператор опускается, чтобы не мешать повороту магазина при поиске следующего инструмента.
Магазин получает вращение от высокомоментного двигателя М6 с возбуждением от постоянных магнитов. Номера
гнезд магазина закодированы: в корпусе магазина установлены упоры воздействующие на конечные выключатели,
осуществляющие отсчет поворота при поиске необходимого гнезда.
Двухзахватный автооператор имеет механизмы поворота, вертикального перемещения и выдвижения,
работающие от гидросистемы станка. Поворот происходит от реечной передачи m=3 мм. Контроль крайних положений
сборочных единиц и управление циклом смены инструментов осуществляется бесконтактными конечными выключателями.
Гидросистема станка обеспечивает переключение блоков в шпиндельной бабке. Отжим инструмента в шпинделе,
ориентацию шпинделя, фиксацию магазина, работу механизмов автооператора, отжим зажим поворотного стола, столовспутников, автоматическую смену столов-спутников.
Станки для электрофизических и электрохимических методов обработки.
Используются для обработки заготовок из труднообрабатываемых материалов: твердых сплавов,
высоколегированных сталей, германия, кремния и т.д. На них изготовляют пресс-формы, штампы, а также детали, имеющие
щели, отверстия, которые довольно трудно или вообще невозможно обрабатывать механическим путем.
В рассматриваемую группу входят электроэрозионные и электрохимические станки, станки для ультразвуковой
обработки, лазерные установки. Их развитие идет в направлении повышения размерной точности и производительности
обработки, а также повышения технического уровня станков путем создания новых источников технологического тока,
использования новых рабочих жидкостей и устройств для их очистки.
Электроэрозионные станки.
Их работа основана на разрушении материала обрабатываемой заготовки под воздействием электрических разрядов.
К этой группе относятся станки для электроискровой, электроимпульсной, анодно-механической и электроконтактной
обработки.
Электроискровые станки применяют для выполнения узких щелей, небольших отверстий и т.д. Заготовка - анод,
инструмент - катод. Обрабатываемая заготовка 1 погружена в жидкую среду 2 (керосин, индустриальные масла и т.д.), не
проводящую электрический ток. Инструмент 3 перемещается возвратно-поступательно. Электрический ток от специального
генератора 6 проводится к заготовке – аноду и инструменту – катоду. В
электрическую цепь подключен конденсатор 5, придающий разрядам
импульсную форму, и сопротивление 7. Нужный искровой зазор между
заготовкой
и
инструментом
поддерживается
автоматическим
регулятором 4. Возникающий дуговой разряд создает температуру 4000
– 50000С. При этом расплавляется металл на поверхности заготовки,
который выбрасывается в межэлектродное пространство. Форма
разрушения заготовки зависит от формы торцовой части инструмента.
Станки для электроимпульсной обработки служат для
обработки крупных заготовок типа пресс-форм, штампов. Инструмент анод, заготовка - катод. Обработка ведется в жидкой среде. Инструмент - электрод изготавливают из меди, алюминия и его
сплавов, графита.
Станки для анодно-механической обработки применяются для безабразивной заточки твердосплавных
инструментов, шлифования, хонингования, разрезки заготовок из труднообрабатываемых материалов. В пространстве между
заготовкой 1 и вращающимся инструментом 2 по трубке 3 подается электролит
– водный раствор жидкого стекла, который под действием тока растворяет
металл, образуя на его поверхности тонкую оксидную пленку. В месте,
подлежащем обработке, пленка удаляется перемещающимся в сторону
заготовки инструментом, но на этом участке вновь образуется пленка, которая
опять же снимается инструментом и т.д. В качестве инструмента применяют
заточные диски, токопроводящие круги, бруски и притиры.
Станки для электроконтактной обработки служат для снятия
больших припусков на заготовках, для обдирки слитков и т.д. Обработка
ведется вращающимся диском в воздушной среде; между инструментом и
заготовкой возникает дуга переменного тока большой силы. Размягченный от нагрева металл удаляется инструментом.
Ультразвуковые станки применяются для обработки заготовок из хрупких и твердых материалов, не проводящих
Страница 54 из 58
ток: кремния, твердых сплавов, рубинов, алмазов и т.д. Материал инструмента должен быть мягче материала
обрабатываемой заготовки.
Лучевая обработка основана на съеме металла при воздействии на него концентрированными лучами (световыми
или электронными). В месте касания луча с обрабатываемой поверхностью благодаря высоким температурам материал
испаряется. Этот метод применяют для обработки отверстий в алмазах, рубинах керамике, твердых сплавах.
Автоматические линии (АЛ)
Автоматические линии представляют собой совокупность технологического оборудования, установленного в
соответствии с технологическим процессом и соединенного автоматическим транспортом. Они предназначены для
изготовления деталей в условиях крупносерийного и массового производства.
АЛ предназначены для обработки заготовок резанием, давлением, для металлопокрытий, для получения отливок,
термической обработки, сборочных операций.
АЛ по типу оборудования делятся на следующие группы:
1. Из агрегатных станков, применяемых для обработки корпусных деталей
2. Из модернизированных универсальных станков, автоматов и полуавтоматов общего назначения, используемых для
обработки валов, дисков, зубчатых колес
3. Из специальных и специализированных станков, построенных только для этой линии
4. Из станков с ЧПУ и транспортной системы с ПУ, которыми управляет единая программа
В зависимости от величины выпуска деталей:
1. Однопоточные последовательного действия
2. Многопоточные параллельного действия
В первом случае выпускаются постоянно детали одного наименования. Во-втором случае обрабатываются заготовки
нескольких наименований или различных типоразмеров одного наименования
В состав АЛ помимо станков входят транспортная система и система управления. Транспортная система состоит из
устройства для перемещения деталей, загрузочных, поворотных, ориентирующих устройств, приспособлений для установки
и закрепления обрабатываемых заготовок, устройств для отвода стружки и накопления заделов.
Устройства для перемещения деталей. К ним относятся поворотные столы, гибкие лотки с подъемниками,
конвейеры-распределители, ленточные и цепные конвейеры, магазины, бункеры, приспособления-спутники.
Приспособления для установки и закрепления заготовок на АЛ применяют двух видов: стационарные и
приспособления-спутники. Стационарные приспособления предназначены только для выполнения определенной операции
обработки на одном определенном станке. Эти приспособления выполняют следующие функции: предварительное
ориентирование заготовки, окончательное ориентирование и фиксирование ее в этом положении, закрепление и
раскрепление, направление режущих инструментов при обработке.
В стационарных приспособлениях заготовки устанавливаются автоматически. Это осуществляется специальными
питателями, которые могут совершать относительно простые пространственные перемещения заготовок. Эти
приспособления используют на АЛ в основном для заготовок, неподвижных при обработке.
На многих АЛ применяют приспособления-спутники. Они служат для закрепления заготовок сложной
конфигурации, не имеющих удобных поверхностей для надежного базирования при транспортировании и обработке. Эти
приспособления сохраняют ориентацию при транспортировании и легко базируются, фиксируются и закрепляются в
рабочих позициях линии. Установку и закрепление заготовок в таких приспособлениях, а также освобождение и удаление
готовых деталей осуществляют вручную или автоматически с помощью специальных устройств, установленных в начале
линии.
Накопительные устройства. Для уменьшения потерь рабочего времени, связанного с наладкой отдельных станков
АЛ, ее разделяют на отдельные участки, каждый из которых при остановке других может работать самостоятельно. Чтобы
каждый участок линии мог работать независимо от других, перед началом каждого из участков создают межоперационные
заделы. Для приема, хранения и выдачи деталей из межоперационных заделов на линиях применяют специальные
автоматические накопители. Накопительные устройства делятся на два вида: транзитные (проходные) и тупиковые.
Транзитные накопители устроены так, что заготовки перемещаются в них при нормальной работе линии, т.е. для выдачи
из накопителя одной заготовки необходимо перемещать все заготовки, находящиеся а нем. Тупиковые накопители
сконструированы так, что при бесперебойной работе двух смежных участков линии поток деталей с предыдущего участка
поступает на последующий, минуя накопитель. Накопитель включается в работу только в случае остановки предыдущего
участка линии.
Система управления автоматическими линиями. Для последовательной работы всех механизмов АЛ применяют
комплекс автоматического управления, включающий:
1. Систему управления всеми движениями и очередность работы основных и вспомогательных механизмов.
2. Систему блокирования, обеспечивающую безаварийность работы машин, механизмов и инструментов.
3. Систему регулирования, служащую для подналадки станков и инструментов.
4. Систему контроля, служащую для контроля размеров обрабатываемых заготовок.
5. Систему сигнализации, облегчающую обслуживание линии.
6. Программируемые контроллеры.
Удаление стружки. В АЛ применяют следующие способы удаления стружки: механический – с помощью скребков,
щеток, винтовых конвейеров и т.п.; гравитационный, когда стружка падает на наклонную плоскость и скатывается в
специальный стружкосборник; смывание стружки струей жидкости; сдувание стружки сжатым воздухом; с помощью
Страница 55 из 58
электромагнитов.
Промышленные роботы (ПР).
Промышленный робот – автоматическая машина, стационарная или передвижная, состоящая из исполнительного
устройства в виде манипулятора, имеющего несколько степеней подвижности, и перепрограммируемого устройства
программного управления для выполнения в производственном процессе двигательных и управляющих функций.
Манипулятор – управляемое устройство для выполнения двигательных функций, аналогичных функциям руки
человека при перемещении объектов в пространстве, оснащенное рабочим органом.
Перепрограммируемость - это свойство робота заменять управляющую программу автоматически или оператором.
ПР в машиностроении выполняют погрузочно-разгрузочные, транспортно-складские работы, обслуживают станки,
прессы, литейные машины и т.д., выполняют сварочные, сборочные, контрольно-измерительные, окрасочные и другие
основные операции.
Исполнительное устройство ПР выполняет все его двигательные функции. В исполнительное устройство входит
манипулятор и в общем случае устройство передвижения ПР. Манипулятор состоит из несущих конструкций, проводов,
исполнительных и передаточных механизмов. Каждая степень подвижности манипулятора имеет свой двигатель
(пневматический, электрический, гидравлический).
Исполнительный механизм ПР (механическая рука) осуществляет ориентирующие и транспортирующие
движения. Рабочим органом ПР является захватное устройство (сварочные клещи, окрасочный пистолет и т.д). Захватное
устройство захватывает и удерживает объекты, перемещаемые манипулятором.
Устройство управления ПР служит для формирования и выдачи управляющих воздействий исполнительному
устройству в соответствии с УП. В него входят пульт управления, запоминающее устройство, вычислительное устройство,
блок управления приводами манипулятора и устройства передвижения.
Информационная система обеспечивает сбор и передачу в устройство управления данных о состоянии
окружающей среды и функционирования механизмов ПР. В эту систему входит комплект датчиков обратной связи
различного назначения, устройство обратной связи, устройство сравнения сигналов.
Классификация, технические характеристики и типаж
промышленных роботов.
Технические характеристики ПР включают:
1. Грузоподъемность - наибольшая масса захватываемого ПР объекта производства, при которой гарантируется
захватывание., удерживание и обеспечение установленных значений эксплуатационных характеристик ПР.
2. Число степеней подвижности ПР - это сумма возможных координатных движений захваченной детали
относительно неподвижного звена: стойки или основания.
3. Зона обслуживания ПР - это пространство, в котором рабочий орган выполняет свои функции в соответствии с
назначением робота и установленными значениями его характеристик.
4. Рабочая зона ПР - это пространство в котором может находиться рабочий орган при его функционировании.
5. Погрешность позиционирования - отклонение положения рабочего органа от заданного управляющей программой.
По характеру выполняемых операций ПР подразделяются на:
1. Производственные - непосредственно участвующие в производственном процессе и выполняющие основные
операции (сварка, гибка, окраска, сборка).
2. Подъемно-транспортные (вспомогательные) - используемые для установки и снятия деталей и инструмента,
обслуживания транспортеров и складов.
3. Универсальные - выполняющие основные и вспомогательные операции.
По виду производства различают ПР, используемые в литейном, сварочном производстве, при механической
обработке, сборке, автоматическом контроле и т.д.
По степени автоматизации:
1. Специальные ПР - выполняют определенную технологическую операцию и обслуживают конкретную модель
оборудования.
2. Специализированные - выполняют операции одного вида (сварку, окрашивание, сборку) и обслуживают определенную
группу моделей оборудования, например, станки с горизонтальной осью шпинделя.
3. Универсальные - служат для выполнения разнородных операций и функционируют с оборудованием
различного назначения. Их используют в автоматизированном производстве.
По грузоподъемности:
1. Сверхлегкие (до I кг).
2. Легкие (свыше 1 до 10 кг).
3. Средние (свыше 10 до 200 кг).
4. Тяжелые (свыше 200 кг).
5. Сверхтяжелые (свыше 1000 кг).
По возможности передвижения:
1. Стационарные - имеют ориентирующие и транспортирующие движения.
2. Подвижные - дополнительно к этим движениям еще и координатные перемещения.
По способу установке на рабочем месте:
1. Напольные - обеспечивают смену инструмента, контроль операции, межстаночное транспортирование.
Страница 56 из 58
2. Встроенные - обслуживают только один станок.
3. Подвесные.
По виду систем координат ПР работающие в:
1. Прямоугольной.
2. Цилиндрической.
3. Сферической.
4. Угловой.
5. Комбинированной системах.
По виду привода:
1. Электромеханическим
2. Гидравлическим
3. Пневматическим
4. Комбинированным.
По виду управления:
1. С программным управлением (цикловым, числовым, позиционным, контурным).
2. С адаптивным управлением (позиционным, контурным).
По способу программирования:
1.
Программируемые обучением - оператор управляет с ручного пульта последовательно различными
движениями, которые фиксируются в запоминающем устройстве ПР.
2.
Аналитически (путем расчетов программ).
Захватные устройства ПР (ЗУ).
Предназначены для захвата и удержания объектов манипулирования. Они должны обеспечивать надежный захват и
удержание деталей различных по массе, размерам и конструкции, стабильность базирования, быстроту переналадки; они не
должны повреждать деталь в месте захвата.
Принципы действия и конструкции ЗУ различны и зависят от объекта манипулирования, включая его размеры,
форму и физико-химические свойства. ЗУ можно классифицировать по следующим признакам:
1. По способу захвата и удержания объекта
2. По наличию устройств очувствления.
По первому признаку ЗУ делятся на механические, вакуумные, электромагнитные и комбинированные; по второму
признаку – на неочувствленные и очувствленные.
Механические ЗУ состоят из приводного устройства, механизма зажима и захватывающих элементов (губок
схвата). По виду используемого привода механические схваты подразделяют на электромеханические, пневматические и
гидравлические, а по виду движения губок – на схваты с поступательным и поворотным движениями губок,
осуществляемыми соответствующими механизмами зажима.
Механические ЗУ с пневмоприводом просты., удобны, отсутствуют утечки, но при одних и тех же габаритных
размерах с гидроприводом последний обеспечивает значительно большие силы захвата Пневмопривод в отличии от
гидропривода не позволяет точно регулировать силу зажима
Вакуумные ЗУ – это в основном вакуумные присосы, удерживающие предмет за счет разрежения воздуха,
создаваемого между поверхностью предмета и вакуум-присосом.
Вакуумные ЗУ пригодны для захвата деталей из различных материалов, не имеющих плоскую и ровную
поверхность. Их делят на пассивные с простыми присосками, изготовляемыми из резины или пластических материалов, и
активные с принудительным поддержанием вакуума в удерживающей чаше.
Электромагнитные ЗУ, основной частью которых являются электромагниты, используют для манипулирования с
ферромагнитными предметами.
По характеру крепления ЗУ делятся на:
1. Несменяемые
2. Сменные
3. Быстросменные
4. С автоматической сменой.
По виду управления ЗУ делятся на:
1. Неуправляемые
2. Командные
3. Жестко программируемые
4. Адаптивные.
К неуправляемым относятся, например, захватные устройства с постоянными магнитами: чтобы освободить
заготовку из ЗУ, нужно приложить силу, большую, чем сила удержания.
Командные ЗУ получают команды только на захват или отпускание объекта
Жестко программируемые ЗУ управляются устройством ПУ, определяющим в зависимости от программы
величину перемещения губок, силу зажима, взаимное расположение элементов.
Адаптивные ЗУ управляются устройством ПУ и оснащаются датчиками, дающими информацию об объекте и
внешней среде.
Страница 57 из 58
Автоматизированное производство.
Станочная система (ССт) - управляемая совокупность станков и вспомогательного оборудования,
предназначенная для обработки одной, нескольких подобных заготовок или заготовок широкой номенклатуры на основе
одного, нескольких или различных маршрутных техпроцессов.
Автоматизированные станочные системы - совокупность взаимодействующих станков и вспомогательного
оборудования, объединенных автоматическими подсистемами: транспортно-накопительной и управления. Автоматические
ССт функционируют без участия человека или с минимальным его участием.
В зависимости от типа производства ССт делятся на:
1. Специальные (не переналаживаемые)
2. Специализированные (переналаживаемые)
3. Универсальные (гибкие).
К специальным ССт относятся не переналаживаемые автоматические линии, предназначенные для одновременной
обработки 1-2 заготовок. Годовая программа выпуска деталей одного наименования больше 75000 шт. на основе одного
маршрутного техпроцесса, поток обрабатываемых заготовок следует по схеме «станок - станок». Специальные ССт
включают специальные, специализированные и универсальные станки и являются основным средством автоматизации
массового производства.
В универсальных ССт вводят только универсальные станки, поток заготовок движется по схеме «станок - склад станок». К этой группе относятся гибкие автоматизированные ССт, предназначенные для обработки заготовок широкой
номенклатуры с различными техмаршрутами.
В специализированные ССт включают универсальные и специализированные станки.
Автоматический станочный модуль - это металлорежущий станок, оснащенный устройствами управления и
автоматической смены обрабатываемых заготовок (пристаночным накопителем, автооператором или ПР), осуществляющий
многократные автоматические рабочие циклы. Его можно встраивать в станочную систему.
Адаптивный станочный модуль обеспечивает автоматические контроль и подналадку обрабатываемых заготовок.
Гибкий производственный модуль (ГПМ) процесса обработки, а также контроль и коррекцию качества имеет все
перечисленные выше свойства, оснащен устройствами ПУ, смены инструмента, заготовок, удаления отходов.
Гибкая автоматизированная линия (ГАЛ) и гибкий автоматизированный участок (ГАУ) - это совокупность не
менее двух единиц оборудования или Г11М, объединенных автоматизированными системами управления и транспортнонакопительными системами для заготовок, инструментов, оснастки, отходов, переналаживаемых на обработку заготовок
заданной номенклатуры в пределах технических возможностей оборудования.
Гибкие производственные системы (ГПС) - это наиболее эффективное средство автоматизации серийного
производства, позволяющее переходить с одного вида продукции на другой с минимальными затратами времени и труда,
ГПС позволяет снизить потребность в квалифицированных станочниках и станках, повысить качество продукции.
ГПС - это комплекс технологических средств, состоящий из одного и более многоцелевых станков или других
станков с ЧПУ, оснащенных механизмами автоматической смены инструмента, автоматической сменой заготовок и
транспортирования их со склада до зоны обработки при помощи различных транспортных средств.
ГПС оснащены современными системами ЧПУ, управляющими перемещениями механизмов станка, инструментом,
транспортом, системами загрузки и выгрузки. Такие системы ЧПУ имеют дисплеи, помогающие оператору увидеть
отклонения в работе станка; мониторные устройства, обеспечивающие диагностирование режущего инструмента, контроль
размеров обрабатываемых заготовок непосредственно на станке.
Страница 58 из 58
График частот вращения шпинделя